Dielektrik - bu kondensatordagi o'tkazgichning ikkita plitasini yoki varag'ini ajratib turuvchi izolyator. Izolyatorlar - bu elektr tokini o'tkaza olmaydigan materiallar, masalan, plastmassa, shisha, qog'oz yoki yog'och. Dielektrik funktsiyasi kondensator ko'proq elektr zaryadini va elektr potensial energiyasini saqlashi uchun sig'imni oshirishdan iborat.
Agar ikkala o'tkazgich plastinkalari bir-biriga tegmasa, elektr zaryadi bir o'tkazgichdan ikkinchisiga o'tmasa , kondensator ishlay oladi. Xuddi shunday, elektr zaryadi o'tkazgichdan havoga o'tmasligi uchun, ikki o'tkazgich orasidagi bo'shliq vakuum bo'lishi kerak. Parallel plastinka mavzusida kondensator vakuum bilan ajratilgan parallel plastinka kondensatorlarining sig'imi muhokama qilindi. Vakuumdagi kondensatorning sig'imi cheklovlarga ega, shuning uchun sig'imni oshirish uchun dielektrikni ikkita plastinka orasiga qo'ying.
Dielektrik sig'imni oshiradi, chunki ikkita o'tkazgich plitalari orasidagi elektr potensiali kamayadi
Nima uchun dielektrik ikkita plastinka yoki varaq orasiga joylashtirilgandan so'ng kondensatorning sig'imi oshadi? Bu savolga javob topish uchun avval elektr zaryadi haqidagi darsni eslang. Xuddi elektr zaryadlari bir-birini itaradi, elektr zaryadlaridan farqli o'laroq, ular bir-birini tortadi. Masalan, musbat zaryad manfiy zaryadni tortadi, lekin musbat zaryadni qaytaradi. Unda nima uchun manfiy zaryadlangan plastmassalar elektr zaryadlanmagan kichik qog'oz parchalarini torta oladi? Bu qog'oz parchasi zaryad qutblanishini boshdan kechirgani uchun sodir bo'ladi.
Qog'oz kabi izolyatsion materiallardagi elektronlar o'tkazgich materiallaridagi elektronlar kabi erkin harakatlana olmaydi. Shunday qilib, manfiy zaryadlangan plastmassa qog'oz varag'iga yaqinlashtirilganda, atomga bog'langan elektronlar manfiy zaryadlangan plastmassadan rad etiladi. Shunday qilib, qog'ozda manfiy zaryad va musbat zaryadning qutblanishi sodir bo'ladi. Qog'ozdagi manfiy zaryad plastmassadan uzoqroqda, qog'ozdagi musbat zaryad esa plastmassaga yaqinroq masofada joylashgan. Keyin, plastmassadagi manfiy zaryad qog'oz varag'idagi musbat zaryadni qog'oz plastmassaga yaqinlashguncha tortadi.
Qog'oz parchalarida sodir bo'ladigan zaryadning polyarizatsiya jarayoni dielektrikda sodir bo'ladigan zaryadning polyarizatsiyasiga o'xshaydi. Masalan, chap tomondagi rasmda ko'rsatilganidek, dastlab elektr zaryadlangan o'tkazgichlarning faqat ikkita bo'lagi bor edi. Chap plastinka musbat zaryadlangan, o'ng plastinka esa manfiy zaryadlangan, shuning uchun elektr maydonining yo'nalishi chapdan o'ngga.
Dielektrik ikkita o'tkazgich plastinkalari orasiga joylashtirilgandan so'ng, chap plastinkadagi musbat zaryad yaqin atrofdagi dielektrik sirtdagi elektronlarni tortadi. Shuningdek, o'ng plastinkadagi manfiy zaryad yaqin atrofdagi dielektrik sirtdagi elektronlarni itaradi. Izolyator bo'lgan dielektrikdagi elektronlar o'tkazgichdagi elektronlar kabi erkin harakatlana olmaydi. Shuning uchun elektronlar atomga bog'langan holda qoladi, ammo rasmda ko'rsatilgandek, manfiy zaryadlangan elektronlar va musbat zaryadlangan protonlarning qutblanishi mavjud.
Dielektrik atomlarning o'ng tomonida musbat zaryad va chap tomonida manfiy zaryadning mavjudligi elektr maydonini keltirib chiqaradi. Bu maydon o'ngdan chapga qarab, o'tkazgich plastinkasidagi elektr zaryadi tomonidan hosil qilingan elektr maydonini zaiflashtiradi, bu esa chapdan o'ngga qarab. Shunday qilib, elektr maydoni o'tkazgichning ikkita plastinkasi/varaqlaridagi elektr zaryadi kamaygani uchun emas, balki elektr maydoni dielektrikda teskari yo'nalishda paydo bo'lgani uchun kamayadi. Agar dielektrik bo'shatilsa, o'tkazgichning ikkita plastinkasi yoki varaqlaridagi elektr zaryadi tomonidan hosil qilingan elektr maydon kuchi normal holatga qaytadi.
If
Ikkala o'tkazgich plastinkasidagi elektr zaryadi tomonidan hosil bo'lgan elektr maydon kuchi kamayadi, shu bilan birga ikkita o'tkazgich plastinkasi orasidagi elektr potensiali ham kamayadi. Elektr maydoni E = V / d tenglamada ko'rsatilganidek, elektr potensialiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional bo'lgani uchun, bu yerda E = elektr maydoni, V = elektr potensiali va d = ikki plastinka orasidagi masofa. Agar dielektrikda elektr potensiali mavjud bo'lganda, dielektrikdan keyin elektr potensiali K koeffitsienti bilan V ga kamayadi.
Matematik jihatdan, Vo = KV yoki V = Vo / K yoki K = Vo / V, bu yerda K = dielektrik o'zgarmas. Vo> V, shunda K> 1 bo'ladi.
Iltimos, ikkala o'tkazgich plastinkasi yoki varaqlaridagi elektr zaryadining miqdori o'zgarmasligini, ya'ni yakuniy zaryad miqdori boshlang'ich zaryad miqdoriga teng bo'lishini (Q = Qo) unutmang. Kondensator sig'imining o'zgarishi quyidagi tarzda hisoblanadi:
C = yakuniy sig'im, Co = boshlang'ich sig'im, Q = yakuniy zaryad, Qo = boshlang'ich zaryad, V = yakuniy potensial, Vo = boshlang'ich potensial, K = dielektrik doimiysi
Yuqoridagi tenglamaga asoslanib, boshlang'ich sig'im (Co) kichikroq, yakuniy sig'im (C) esa katta degan xulosaga kelish mumkin. Sig'im K marta ortadi, bu yerda K dielektrik doimiysi. Har bir izolyatsion materialning dielektrik doimiysi qiymati har xil bo'ladi. Dielektrik doimiysi (K) dielektrikdan foydalanilganda kondensator sig'imining dielektrikdan foydalanilmaganda kondensator sig'imiga nisbati natijasidir.
Dielektrik sig'im ortadi, chunki ikkita o'tkazgich plitalari orasidagi masofa kamayadi
Yana bir dielektrik funksiya ikkita o'tkazgich plitalari orasidagi masofani (d) kamaytirishdir. Shunday qilib, ikkita plastinka yoki o'tkazgichlar varaqlari orasidagi elektr maydoni (E) va elektr kuchlanishi (V) ortadi, bu E = V / d tenglamada ko'rsatilgan. Agar elektr maydoni va ikkita plastinka yoki varaq orasidagi elektr kuchlanishi oshsa, u holda kondensatorning sig'imi oshadi.
Agar kondensatorlar parallel bo'lsa, sig'im quyidagi formula yordamida hisoblanadi:
Yuqoridagi ikkita formulaga asoslanib, parallel plastinka kondensatorlarining sig'imini (C) ikkita plastinka yoki o'tkazgich varaqlari (d) orasidagi masofani kamaytirish orqali oshirish mumkin degan xulosaga kelish mumkin.
Dielektrik sig'im ortadi, chunki kondensatorning sig'imi oshadi
Dielektrik izolyatsiya materialidan yasalgan bo'lib, agar u kuchli elektr maydonida bo'lsa, shikastlanadi. Dielektrik shikastlanish elektr maydoni shunchalik kuchli bo'lganda yuzaga keladiki, u elektronlarni atomdan siljitishi mumkin, keyin elektronlar boshqa atomlarga elektronlar bilan uriladi, natijada dielektrikda elektronlar oqimi sodir bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, dielektrik shikastlanish elektr izolyator bo'lgan dielektrikning elektr o'tkazgichga aylanishiga olib keladi.
Shikastlanishning oldini olish uchun ma'lum bir izolyatsion materialdan tayyorlangan har bir dielektrik ushlab turilishi mumkin bo'lgan maksimal elektr maydon qiymatiga ega, bu dielektrik mustahkamlik deb ataladi. Izolyatsiya materialining dielektrik mustahkamligi havoning dielektrik mustahkamligidan kattaroq va har bir izolyatsion material turli xil dielektrik mustahkamlikka ega, ba'zilari kichik, ba'zilari katta. Shunday qilib, agar katta dielektrik mustahkamlikka ega bo'lgan dielektrik ishlatilsa, ushlab turilishi mumkin bo'lgan elektr maydoni kattaroq va ushlab turilishi mumkin bo'lgan kuchlanish ham kattaroq bo'ladi. Agar elektr maydoni va o'tkazgichning ikkita plitasi yoki varaqlari tomonidan hosil qilingan elektr kuchlanishi kattaroq bo'lsa, o'tkazgich plitasi tomonidan sig'adigan elektr zaryad miqdori shuncha ko'p bo'ladi. O'tkazgich plitasining ichida qancha ko'p zaryad bo'lsa, kondensatorning sig'imi shuncha katta bo'ladi.
