Um capacitor pode funcionar se as duas placas/folhas condutoras não se tocarem, de modo que a carga elétrica não se mova de um condutor para o outro. Da mesma forma, para que a carga elétrica não se mova do condutor para o ar, o espaço entre os dois condutores deve ser um vácuo. No artigo sobre capacitores de placas paralelas, discutimos a capacitância de um capacitor de placas paralelas , onde as duas placas são separadas por vácuo. A capacitância de um capacitor no vácuo tem limitações; portanto, para aumentá-la, um dielétrico é colocado entre as duas placas/folhas condutoras.
Um dielétrico é um isolante que separa as duas placas condutoras de um capacitor. Um isolante é um material que não conduz eletricidade, como plástico, vidro, papel ou madeira. A função de um dielétrico é aumentar a capacitância, permitindo que o capacitor armazene uma grande quantidade de carga elétrica e energia potencial.
Os dielétricos aumentam a capacitância porque o potencial elétrico entre as duas placas condutoras é reduzido.
Por que a capacitância de um capacitor aumenta após a colocação de um dielétrico entre as duas placas/folhas condutoras? Para descobrir a resposta a essa pergunta, primeiro relembre a lição sobre Carga elétricaCargas elétricas iguais se repelem, enquanto cargas elétricas opostas se atraem. Por exemplo, cargas positivas se atraem. 
Com carga negativa, o plástico atrai o papel, mas repele a carga positiva. Então, por que o plástico com carga negativa atrai pequenos pedaços de papel que não possuem carga elétrica? Isso acontece porque os pedaços de papel sofrem polarização de carga. Os elétrons em materiais isolantes, como o papel, não podem se mover livremente como os elétrons em materiais condutores. Assim, quando o plástico com carga negativa é aproximado de pedaços de papel, os elétrons ligados aos átomos são repelidos, resultando na polarização da carga negativa e da carga positiva no papel. A carga negativa no papel fica mais distante do plástico, enquanto a carga positiva no papel fica mais próxima do plástico. Além disso, a carga negativa no plástico atrai a carga positiva nos pedaços de papel até que o papel, mais leve, se aproxime do plástico.
O processo de polarização, ou polarização de carga, que ocorre em uma folha de papel é semelhante à polarização de carga que ocorre em um dielétrico. Como mostrado na imagem à esquerda, por exemplo, inicialmente existem apenas duas placas condutoras eletricamente carregadas. A placa da esquerda está carregada positivamente, enquanto a placa da direita está carregada negativamente, portanto a direção do campo elétrico é da esquerda para a direita.
Após a colocação do dielétrico entre as duas placas condutoras, a carga positiva na placa da esquerda atrai os elétrons na superfície dielétrica adjacente, enquanto a carga negativa na placa da direita repele os elétrons na superfície dielétrica adjacente. Os elétrons no dielétrico, que é um isolante, não têm liberdade de movimento como os elétrons no condutor. Portanto, os elétrons permanecem ligados aos átomos, mas há uma polarização entre os elétrons com carga negativa e os prótons com carga positiva, como mostrado na figura. A presença de uma carga positiva no lado direito dos átomos do dielétrico e uma carga negativa no lado esquerdo cria um campo elétrico direcionado da direita para a esquerda, enfraquecendo assim o campo elétrico gerado pela carga elétrica na placa condutora, que é direcionado da esquerda para a direita. Portanto, o campo elétrico diminui não porque a carga elétrica nas duas placas/folhas condutoras diminui, mas sim porque surge um campo elétrico no dielétrico na direção oposta. Quando o dielétrico é removido, a intensidade do campo elétrico gerado pela carga elétrica nas duas placas/folhas condutoras retorna ao seu estado original.
Se a intensidade do campo elétrico gerado pela carga elétrica nas duas placas condutoras diminuir, o potencial elétrico entre as duas placas condutoras também diminuirá devido ao campo elétrico.
A eletricidade é diretamente proporcional ao potencial elétrico, conforme a equação E = V / d, onde E = campo elétrico, V = potencial elétrico e d = distância entre as duas placas. Se antes houvesse um dielétrico, o potencial elétrico seria V.o Assim, após a presença de um dielétrico, o potencial elétrico é reduzido a V por um fator de K. Matematicamente, Vo = KV ou V = Vo / K ou K = Vo / V, onde K = constante dielétrica. Vo > V de modo que K>1.
Deve-se notar que a quantidade de carga elétrica em ambas as placas/folhas condutoras não se altera, de modo que a quantidade final de carga é a mesma que a quantidade inicial de carga (Q = Q).oA variação na capacitância do capacitor é calculada usando a seguinte fórmula:
Descrição da fórmula: C = capacitância final, C <sub>o</sub> = capacitância inicial, Q = carga final, Q<sub> o</sub> = carga inicial, V = potencial final, V <sub>o</sub> = potencial inicial, K = constante dielétrica
Com base na equação acima, conclui-se que a capacitância inicial (C <sub>o</sub> ) é menor, enquanto a capacitância final (C) é maior. A capacitância aumenta por um fator de K, onde K é a constante dielétrica. O valor da constante dielétrica de cada material isolante é diferente. A constante dielétrica (K) resulta da comparação entre a capacitância de um capacitor com dielétrico e a capacitância do capacitor sem dielétrico.
Os dielétricos aumentam a capacitância porque a distância entre as duas placas condutoras é reduzida.
Outra função do dielétrico é reduzir a distância (d) entre as duas placas condutoras, de modo que o campo elétrico (E) e a tensão elétrica (V) entre as duas placas/folhas condutoras aumentem, conforme a equação E = V / d. Se o campo elétrico e a tensão elétrica entre as duas placas/folhas aumentam, então a capacitância do capacitor aumenta.
Se o capacitor em questão for de placas paralelas, sua capacitância é calculada usando a seguinte fórmula:
Com base nas duas fórmulas acima, pode-se concluir que a capacitância (C) de um capacitor de placas paralelas pode ser aumentada reduzindo-se a distância entre as duas placas/folhas condutoras (d).
Os dielétricos aumentam a capacitância porque a rigidez dielétrica do capacitor aumenta.
Os dielétricos são feitos de materiais isolantes que, quando colocados em um campo elétrico muito forte, sofrem ruptura dielétrica. A ruptura dielétrica ocorre quando o campo elétrico é tão forte que desloca elétrons dos átomos, fazendo com que esses elétrons colidam com elétrons em outros átomos, causando fluxo de elétrons dentro do dielétrico. Em outras palavras, a ruptura dielétrica faz com que o dielétrico, que é um isolante elétrico, se torne um condutor elétrico.
Para evitar danos, cada dielétrico feito de um determinado material isolante possui um valor máximo de campo elétrico que pode suportar, chamado rigidez dielétrica. A rigidez dielétrica de um material isolante é maior que a rigidez dielétrica do ar, e cada material isolante possui uma rigidez dielétrica diferente, alguns com rigidez dielétrica baixa e outros com rigidez dielétrica alta. Portanto, se um dielétrico com alta rigidez dielétrica for utilizado, o campo elétrico que ele pode suportar será maior, assim como a tensão elétrica que ele pode suportar. Se o campo elétrico e a tensão elétrica gerados pelas duas placas/folhas condutoras forem maiores, a quantidade de carga elétrica que pode ser acomodada pela placa condutora será maior. Quanto mais carga houver na placa condutora, maior será a capacitância do capacitor.
