Конденсатор с диэлектриком
3,497 Views
Конденсаторы с параллельными пластинами состоят из двух проводящих пластин, разделенных определенным расстоянием. Тем не менее, механически трудно удерживать большие пластины параллельно друг другу без фактического контакта. Следовательно, между пластинами обычно размещается диэлектрический слой, который обеспечивает простое решение для удержания пластин вместе с небольшим зазором и увеличивает емкость конденсатора.
Диэлектрики — это непроводящие материалы без свободных или слабо связанных электронов. Когда диэлектрик помещается в электрическое поле, диполи выравниваются по направлению поля. То же явление происходит, когда диэлектрический слой заполняет зазор между пластинами конденсатора. Дипольное выравнивание снижает напряжение на пластинах, увеличивая емкость. Тем не менее, сумма заряда сохраняется.
Емкость всегда увеличивается, когда между пластинами вводится диэлектрическая прослойка, и фактором, на который она увеличивается, является диэлектрическая проницаемость. Если C0 — начальная емкость, а C — емкость после введения диэлектрика, то они связаны с точки зрения диэлектрической проницаемости:
На электрическую энергию, хранящуюся в конденсаторе, также влияет наличие диэлектрика. Когда энергия, накопленная в пустом конденсаторе, равна U0, энергия U, накопленная в конденсаторе с диэлектриком, уменьшается в κ раза, как указано в уравнении (2):
