25.7: Dielektrikli Kapasitör

Paralel plaka kapasitörleri, belirli bir mesafe ile ayrılmış iki iletki plakadan oluşur. Ancak, plakaların gerçek temas olmaksızın birbirlerine paralel olarak tutulması mekanik olarak zordur. Bu nedenle, genellikle plakalar arasına dielektrik bir tabaka yerleştirilir. Dielektrik tabaka, plakaları küçük bir boşlukla bir arada tutmak için kolay bir çözüm sağlar ve kapasitörün kapasitesini artırır.

Dielektrikler, serbest veya gevşek bağlı elektrona sahip olmayan iletken olmayan malzemelerdir. Bir dielektrik bir elektrik alanının içine yerleştirildiğinde, dipoller alanın yönünde hizalanır. Aynı fenomen, bir kapasitörün plakaları arasındaki boşluğu dolduran dielektrik tabaka olduğunda da meydana gelir. Dipol hizalanması, plakalar arasındaki gerilimi azaltır ve kapasitansı artırır. Bununla birlikte, yük miktarı korunur.

Dielektrik bir tabaka plakalar arasına yerleştirildiğinde kapasite her zaman artar ve artış miktarı dielektrik sabittir. Başlangıç kapasite C0 ise dielektrik yerleştirildikten sonra kapasite C ile ilgilidir ve dielektrik sabiti kullanılarak ilişkilendirilir:

Bir kapasitör tarafından depolanan elektrik enerjisi de bir dielektrik varlığından etkilenir. Boş bir kapasitörde depolanan enerji U0 ise dielektrikli bir kapasitörde depolanan enerji U, aşağıdaki denklemle ifade edilen bir faktör olan ε ile azalır:

Paralel plakalı kapasitörler, küçük bir mesafe ile ayrılmış iki iletken plakadan oluşur. Bununla birlikte, plakaları herhangi bir temas olmadan daha yakın tutmak mekanik olarak zordur. Bu, kapasitör plakaları arasına sıkıştırılmış iletken olmayan bir ortam yerleştirilerek çözülebilir.

En yaygın olarak, kapasitörler, bir dielektrik ortamla ayrılmış uzun metal folyo şeritlerinden yapılır. Dielektrikler, gevşek bağlı veya serbest elektronları olmayan iletken olmayan malzemelerdir.

Plakalar arasındaki boşluğu dolduran bir dielektrik levha ile tam şarjlı bir paralel plakalı kondansatör düşünün. Dielektrikteki dipoller, elektrik alanının yönü boyunca hizalanır.

Negatif yüklerin pozitif plakaya doğru ve pozitif yüklerin negatif plakaya doğru hizalanması, toplam yük aynı kalmasına rağmen plakalar arasındaki voltajı azaltır. Voltajdaki azalma kapasitansı arttırır.

Kapasitansın arttığı faktör, malzemenin dielektrik sabitidir. Bir dielektriğin varlığı her zaman kapasitansı arttırır. Bu nedenle, dielektrik sabiti her zaman birlikten daha büyüktür.