Naszym zadaniem jest określenie, jak zmienią się wartości pewnych wielkości fizycznych po wsunięciu dielektryka między okładki kondensatora podłączonego do źródła napięcia.

 

• Napięcie między okładkami kondensatora

Kondensator podłączony jest jest do źródła napięcia, czyli wartość napięcia między jego okładkami będzie stała:

$U=const$       

 

• Pojemność kondensatora

Pojemność płaskiego kondensatora przedstawiamy wzorem:

$C={\epsilon }_r{C}_0$

gdzie:

$C$ - pojemność kondensatora,

${\epsilon }_r$ - stała dielektryczna,

$C_0$ - pojemność kondensatora bez dielektryka.

Zauważmy, że pojemność kondensatora jest wprost proporcjonalna do stałej dielektrycznej. Oznacza to, że po wprowadzeniu dielektryka do kondensatora jego pojemność wzrasta.

 

• Ładunek kondensatora

Ładunek zgromadzony na kondensatorze możemy wyrazić za pomocą wzoru:

$Q=UC$

gdzie:

$Q$ - wartość ładunku zgromadzonego na okładce kondensatora,

$U$ - napięcie między okładkami kondensatora,

$C$ - pojemność kondensatora.

Wiemy, że napięcie między okładkami kondensatora jest stałe, czyli wartość ładunku będzie zleżała od pojemności, do której jest wprost proporcjonalna. Ponieważ pojemność kondensatora po wsunięciu dielektryka wzrosła, zatem wartość ładunku również wzrosła. 

 

• Wartość natężenia pola elektrostatycznego

Wartość natężenia pola elektrycznego wewnątrz kondensatora przedstawiamy wzorem:

$E=\frac{U}{d}$

gdzie:

$E$ - wartość natężenia pola elektrycznego,

$U$ - różnica potencjałów między okładkami (napięcie na kondensatorze),

$d$ - odległość między okładkami.

Natężenie pola między okładkami jest wprost proporcjonalne do napięcia. Ponieważ napięcie jest stałe, a odległość między okładkami nie zmienia się, to natężenie pola między okładkami również się nie zmieni.

 

• Energia kondensatora

Energię zgromadzoną w kondensatorze możemy przedstawić wzorem:

$E_{\text{kon}}=\frac{C{U}^2}{2}$

gdzie:

$E_{\text{kon}}$ - energia kondensatora,

$C$ - pojemność kondensatora,

$U$ - napięcie na kondensatorze.

Zauważmy, że energia jest wprost proporcjonalna do pojemności kondensatora. Pojemność kondensatora wzrośnie, czyli energia kondensatora również wzrośnie.