Ang dielectric ay isang insulator na naghihiwalay sa dalawang plato o sheet ng konduktor sa kapasitor. Ang mga insulator ay mga materyales na hindi maaaring magdaloy ng kuryente, halimbawa, plastik, salamin, papel, o kahoy. Ang tungkulin ng dielectric ay pataasin ang capacitance upang ang kapasitor ay makapag-imbak ng mas maraming electric charge at electric potential energy.
Maaaring gumana ang isang kapasitor kung ang parehong plato ng konduktor ay hindi magkadikit upang ang karga ng kuryente ay hindi lumipat mula sa isang konduktor patungo sa isa pa. Gayundin, upang ang karga ng kuryente ay hindi lumipat mula sa konduktor patungo sa hangin, ang espasyo sa pagitan ng dalawang konduktor ay dapat na isang vacuum. Sa paksang tungkol sa parallel plate, tinalakay sa kapasitor ang kapasidad ng mga parallel plate capacitor na pinaghihiwalay ng isang vacuum. Ang kapasidad ng kapasitor sa isang vacuum ay may mga limitasyon upang mapalaki ang kapasidad, ilagay ang dielectric sa pagitan ng dalawang plato.
Pinapataas ng dielectric ang capacitance dahil bumababa ang electric potential sa pagitan ng dalawang conductor plate.
Bakit tumataas ang kapasidad ng kapasitor pagkatapos mailagay ang dielectric sa pagitan ng dalawang plato o sheet? Upang malaman ang sagot sa tanong na ito, una, tandaan ang aralin tungkol sa karga ng kuryente. Tulad ng mga karga ng kuryente, ang mga karga ng kuryente ay nagtataboy sa isa't isa, habang ang hindi katulad na mga karga ng kuryente ay nag-aakit sa isa't isa. Halimbawa, ang isang positibong karga ay umaakit sa isang negatibong karga ngunit nagtataboy sa isang positibong karga. Kung gayon, bakit ang mga negatibong karga na plastik ay maaaring umakit ng maliliit na piraso ng papel na hindi karga ng kuryente? Nangyayari ito dahil ang piraso ng papel ay nakakaranas ng polarisasyon ng karga.
Ang mga electron sa mga insulating material tulad ng papel ay hindi malayang makakagalaw dahil ang mga electron sa mga conductor material. Kaya, kapag ang negatibong kargadong plastik ay inilapit sa piraso ng papel, ang mga electron na nakakabit sa atomo ay tinatanggihan palayo sa negatibong kargadong plastik. Kaya naman nagkakaroon ng polarisasyon ng negatibong karga at positibong karga sa papel. Ang negatibong karga sa papel ay mas malayo sa plastik, habang ang positibong karga sa papel ay may distansyang mas malapit sa plastik. Pagkatapos, ang negatibong karga sa plastik ay humihila sa positibong karga sa piraso ng papel hanggang sa gumalaw ang papel palapit sa plastik.
Ang proseso ng polarisasyon ng karga na nangyayari sa mga piraso ng papel ay katulad ng polarisasyon ng karga na nangyayari sa dielectric. Gaya ng ipinapakita sa pigura sa kaliwang bahagi, halimbawa, noong una, mayroon lamang dalawang piraso ng konduktor na may karga sa kuryente. Ang kaliwang plato ay may positibong karga habang ang kanang plato ay may negatibong karga kaya ang direksyon ng electric field ay mula kaliwa patungong kanan.
Matapos mailagay ang dielectric sa pagitan ng dalawang conductor plate, ang positive charge sa kaliwang plate ay humihila sa mga electron sa kalapit na dielectric surface. Gayundin, ang negative charge sa kanang plate ay nagtataboy sa mga electron sa kalapit na dielectric surface. Ang mga electron sa dielectric, na isang insulator, ay hindi malayang gumalaw tulad ng mga electron sa isang conductor. Samakatuwid, ang mga electron ay nananatiling nakagapos sa atom, ngunit mayroong polarization ng mga negatibong charged electron at mga positibong charged proton, tulad ng ipinapakita sa figure.
Ang pagkakaroon ng positibong karga sa kanang bahagi ng mga dielectric atom at negatibong karga sa kaliwang bahagi ng mga dielectric atom ay lumilikha ng electric field. Ito ay mula kanan pakaliwa, na nagpapahina sa electric field na nalilikha ng electric charge sa conductor plate, na mula kaliwa pakanan. Kaya, ang electric field ay bumababa hindi dahil sa bumababa ang electrical charge sa dalawang plate/sheet ng conductor, kundi dahil ang electric field ay lumilitaw sa dielectric sa kabaligtaran na direksyon. Kung ang dielectric ay pinakawalan, ang lakas ng electric field na nalilikha ng electrical charge sa dalawang plate o sheet ng conductor ay babalik sa normal.
If
Kapag nababawasan ang lakas ng electric field na nalilikha ng electrical charge sa parehong conductor plate, nababawasan din ang electric potential sa pagitan ng dalawang conductor plate. Dahil ang electric field ay direktang proporsyonal sa electric potential gaya ng nakasaad sa equation na E = V / d, kung saan ang E = electric field, V = electric potential at d = distansya sa pagitan ng dalawang plate. Kung bago ang electric potential sa dielectric ay Vo, pagkatapos ng dielectric, ang electric potential ay nababawasan sa V ng factor K.
Sa matematika, Vo = KV o V = Vo / K o K = Vo / V, kung saan ang K = dielectric constant. Vo> V kaya ang K> 1.
Pakitandaan na ang dami ng karga ng kuryente sa parehong plato o sheet ng mga konduktor ay hindi nagbabago kaya ang dami ng panghuling karga ay katumbas ng dami ng paunang karga (Q = Qo). Ang pagbabago sa kapasidad ng kapasitor ay kinakalkula sa sumusunod na paraan:
C = panghuling kapasidad, Co = paunang kapasidad, Q = panghuling karga, Qo = paunang karga, V = panghuling potensyal, Vo = paunang potensyal, K = dielectric constant
Batay sa ekwasyon sa itaas, napagpasyahan na ang panimulang kapasidad (Co) ay mas maliit habang ang panghuling kapasidad (C) ay mas malaki. Ang kapasidad ay tumataas ng isang factor na K, kung saan ang K ay ang dielectric constant. Ang halaga ng dielectric constant ng bawat insulating material ay nag-iiba. Ang dielectric constant (K) ay resulta ng ratio ng kapasidad ng kapasitor kapag gumagamit ng dielectric, sa kapasidad ng kapasitor kapag hindi gumagamit ng dielectric.
Tumataas ang dielectric capacitance dahil bumababa ang distansya sa pagitan ng dalawang conductor plate
Ang isa pang tungkuling dielectric ay ang pagbabawas ng distansya (d) sa pagitan ng dalawang plato ng konduktor. Upang ang electric field (E) at ang electric voltage (V) sa pagitan ng dalawang plato o sheet ng konduktor ay tumaas, gaya ng nakasaad sa equation na E = V / d. Kung ang electric field at ang electric voltage sa pagitan ng dalawang plato o sheet ay tumaas, ang capacitance ng kapasitor ay tumataas.
Kung ang mga capacitor na pinag-uusapan ay parallel, ang capacitance ay kinakalkula gamit ang sumusunod na formula:
Batay sa dalawang pormula sa itaas, mahihinuha na ang kapasidad (C) ng mga parallel plate capacitor ay maaaring mapalaki sa pamamagitan ng pagbabawas ng distansya sa pagitan ng dalawang plato o conductor sheet (d).
Tumataas ang dielectric capacitance dahil tumataas ang capacitance ng capacitor
Ang dielectric ay gawa sa insulating material na, kung ito ay nasa isang malakas na electric field, ay masisira. Nangyayari ang dielectric damage kapag ang electric field ay napakalakas na kaya nitong ilipat ang mga electron palabas ng atom, pagkatapos ay tatama ang mga electron sa ibang mga atomo kaya nangyayari ang daloy ng mga electron sa dielectric. Sa madaling salita, ang dielectric damage ay nagiging sanhi ng dielectric na isang electric insulator na maging isang electric conductor.
Upang maiwasan ang pinsala, ang bawat dielectric na gawa sa isang partikular na insulating material ay may pinakamataas na halaga ng electric field na maaaring hawakan, na tinatawag na dielectric strength. Ang dielectric strength ng insulating material ay mas malaki kaysa sa dielectric strength ng hangin at ang bawat insulating material ay may iba't ibang dielectric strength, ang ilan ay maliit at ang ilan ay malaki. Kaya kung ang isang dielectric na may malaking dielectric strength ang gagamitin, ang electric field na maaaring hawakan ay mas malaki at ang boltahe na maaaring hawakan ay mas malaki rin. Kung ang electric field at ang electric voltage na nalilikha ng dalawang plate o sheet ng conductor ay mas malaki, mas malaki ang dami ng electric charge na maaaring tanggapin ng conductor plate. Kung mas maraming charge ang nasa loob ng conductor plate, mas malaki ang capacitance ng capacitor.
