Конденсатор может функционировать, если две пластины/проводящие листы не соприкасаются друг с другом, так что электрический заряд не перемещается от одного проводника к другому. Аналогично, чтобы электрический заряд не перемещался от проводника к воздуху, пространство между двумя проводниками должно быть вакуумом. В статье о параллельно-пластинчатых конденсаторах рассматривалась емкость параллельно-пластинчатого конденсатора , в котором две пластины разделены вакуумом. Емкость конденсатора в вакууме имеет ограничения, поэтому для увеличения емкости между двумя пластинами/проводящими листами помещают диэлектрик.
Диэлектрик — это изолятор, разделяющий две проводящие пластины конденсатора. Изолятор — это материал, не проводящий электричество, например, пластик, стекло, бумага или дерево. Функция диэлектрика заключается в увеличении емкости, что позволяет конденсатору накапливать большое количество электрического заряда и потенциальной энергии.
Диэлектрики увеличивают емкость, поскольку электрический потенциал между двумя проводящими пластинами уменьшается.
Почему емкость конденсатора увеличивается после того, как между двумя пластинами/проводящими листами помещается диэлектрик? Чтобы найти ответ на этот вопрос, сначала вспомните урок о Электрический зарядОдноимённые электрические заряды отталкиваются друг от друга, а разноимённые — притягиваются. Например, положительные заряды притягиваются друг к другу. 
Отрицательно заряженный пластик притягивает мелкие кусочки бумаги, не имеющие электрического заряда, но отталкивает положительно заряженный. Тогда почему отрицательно заряженный пластик притягивает мелкие кусочки бумаги, которые не имеют электрического заряда? Это происходит потому, что кусочки бумаги испытывают поляризацию заряда. Электроны в изоляционных материалах, таких как бумага, не могут свободно перемещаться, как электроны в проводящих материалах. Поэтому, когда отрицательно заряженный пластик приближают к кусочкам бумаги, электроны, связанные с атомами, отталкиваются от отрицательно заряженного пластика, что приводит к поляризации отрицательного и положительного зарядов на бумаге. Отрицательный заряд на бумаге находится дальше от пластика, а положительный заряд на бумаге — ближе к пластику. Более того, отрицательный заряд на пластике притягивает положительный заряд на кусочках бумаги до тех пор, пока более легкая бумага не приблизится к пластику.
Процесс поляризации, или поляризации заряда, происходящий в листе бумаги, аналогичен поляризации заряда, происходящей в диэлектрике. Как показано на изображении слева, например, изначально существуют только две электрически заряженные проводящие пластины. Левая пластина заряжена положительно, а правая — отрицательно, поэтому направление электрического поля — слева направо.
После того, как диэлектрик помещен между двумя проводящими пластинами, положительный заряд на левой пластине притягивает электроны на соседней поверхности диэлектрика, а отрицательный заряд на правой пластине отталкивает электроны на соседней поверхности диэлектрика. Электроны в диэлектрике, который является изолятором, не могут свободно перемещаться, как электроны в проводнике. Поэтому электроны остаются связанными с атомами, но происходит поляризация отрицательно заряженных электронов и положительно заряженных протонов, как показано на рисунке. Наличие положительного заряда на правой стороне атомов диэлектрика и отрицательного заряда на левой стороне атомов диэлектрика создает электрическое поле, направленное справа налево, тем самым ослабляя электрическое поле, создаваемое электрическим зарядом на проводящей пластине, направленным слева направо. Таким образом, электрическое поле уменьшается не из-за уменьшения электрического заряда на двух пластинах/проводящих листах, а из-за появления в диэлектрике электрического поля, направленного в противоположную сторону. После удаления диэлектрика напряженность электрического поля, создаваемого электрическим зарядом на двух пластинах/проводниковых листах, возвращается к своему первоначальному состоянию.
Если напряженность электрического поля, создаваемого электрическим зарядом на двух проводящих пластинах, уменьшается, то электрический потенциал между этими пластинами также уменьшается из-за этого электрического поля.
Электричество прямо пропорционально электрическому потенциалу, как это показано в уравнении E = V / d, где E = электрическое поле, V = электрический потенциал и d = расстояние между двумя пластинами. Если до наличия диэлектрика электрический потенциал был равен V.o Таким образом, после образования диэлектрика электрический потенциал уменьшается до V в K раз. Математически, Vo = KV или V = Vo / K или K = Vo / В, где K = диэлектрическая постоянная. Вo > V так что K>1.
Следует отметить, что количество электрического заряда на обеих пластинах/проводящих листах не изменяется, поэтому конечное количество заряда равно начальному количеству заряда (Q = Q).oИзменение емкости конденсатора рассчитывается по следующей формуле:
Описание формулы: C = конечная емкость, C₀ = начальная емкость, Q = конечный заряд, Q₀ = начальный заряд, V = конечный потенциал, V₀ = начальный потенциал, K = диэлектрическая постоянная
На основании приведенного выше уравнения можно заключить, что начальная емкость (C o ) меньше, а конечная емкость (C) больше. Емкость увеличивается в K раз, где K — диэлектрическая постоянная. Значение диэлектрической постоянной для каждого изоляционного материала различно. Диэлектрическая постоянная (K) — это результат сравнения емкости конденсатора при использовании диэлектрика с емкостью конденсатора без диэлектрика.
Диэлектрики увеличивают емкость, поскольку расстояние между двумя проводящими пластинами уменьшается.
Ещё одна функция диэлектрика заключается в уменьшении расстояния (d) между двумя проводящими пластинами, так что электрическое поле (E) и электрическое напряжение (V) между ними увеличиваются, как это описывается уравнением E = V / d. Если электрическое поле и электрическое напряжение между двумя пластинами увеличиваются, то ёмкость конденсатора возрастает.
Если рассматриваемый конденсатор представляет собой параллельные пластины, то его емкость рассчитывается по следующей формуле:
На основании двух приведенных выше формул можно сделать вывод, что емкость (C) параллельно-пластинчатого конденсатора может быть увеличена за счет уменьшения расстояния между двумя пластинами/проводящими листами (d).
Диэлектрики увеличивают емкость, поскольку повышается диэлектрическая прочность конденсатора.
Диэлектрики — это изоляционные материалы, которые при помещении в очень сильное электрическое поле испытывают пробой. Пробой диэлектрика происходит, когда электрическое поле настолько сильно, что вызывает выбивание электронов из атомов, где эти электроны сталкиваются с электронами в других атомах, вызывая поток электронов внутри диэлектрика. Другими словами, пробой диэлектрика приводит к тому, что диэлектрик, являющийся электрическим изолятором, становится электрическим проводником.
Чтобы избежать повреждений, каждый диэлектрик, изготовленный из определенного изоляционного материала, имеет максимальное значение электрического поля, которое он может выдержать, называемое диэлектрической прочностью. Диэлектрическая прочность изоляционного материала больше, чем диэлектрическая прочность воздуха, и каждый изоляционный материал имеет разную диэлектрическую прочность: у одних она мала, у других — велика. Поэтому, если используется диэлектрик с высокой диэлектрической прочностью, то и удерживаемое электрическое поле будет больше, и электрическое напряжение также будет больше. Если электрическое поле и электрическое напряжение, создаваемые двумя пластинами/проводящими листами, больше, то количество электрического заряда, которое может выдержать проводящая пластина, будет больше. Чем больше заряда в проводящей пластине, тем больше емкость конденсатора.
