誘電体を使用したコンデンサ

平行板コンデンサは、一定の距離を隔てた 2 つの導電板で構成されます。 しかし、実際に接触せずに大きなプレートを互いに平行に保持することは機械的に困難です。 したがって、一般にプレート間に誘電体層が配置され、小さなギャップでプレートを保持するための簡単な解決策が提供され、コンデンサの静電容量が増加します。

誘電体は、自由電子や緩く結合した電子を持たない非導電性材料です。 誘電体が電界内に置かれると、双極子は電界の方向に沿って整列します。 誘電体層がコンデンサのプレート間のギャップを埋めるときにも、同じ現象が発生します。 双極子の配置によりプレート間の電圧が低下し、静電容量が増加します。 ただし、充電量は維持されます。

プレート間に誘電体層が導入されると静電容量は常に増加します。増加する要因は誘電率です。 C₀ が初期静電容量、 C が誘電体導入後の静電容量である場合、それらは誘電率の観点から関係付けられます。 p>

コンデンサに蓄えられる電気エネルギーは、誘電体の存在にも影響されます。 空のコンデンサに蓄えられたエネルギーが U₀ の場合、誘電体のあるコンデンサに蓄えられたエネルギー U は < の係数で減少します。 em>κ、式 (2) で与えられます: