Die Einführung von Dielektrika in Plattenkondensatoren hat bemerkenswerte Konsequenzen. Insbesondere wenn eine Schicht aus Porzellan zwischen die Platten geschoben wird – eine spannende Intervention! Die Kapazität » ein zentrales Merkmal eines Kondensators « verändert sich signifikant. Die Dielektrizitätszahl εr für Porzellan liegt bei etwa 7. Dies bewirkt eine Steigerung der Kapazität gemäß der Formel C = ε0 εr A / d – hierbei ist ε0 die Permittivität des Vakuums. Die Plattenfläche A und der Abstand d zwischen den Platten bleiben dauerhaft.
Faszinierend ist ebenfalls die Beziehung zwischen Ladung und Kapazität. Die Ladung Q auf den Platten wird durch Q = C * U definiert. Eine steigende Kapazität bedeutet demnach – die Ladung erhöht sich. U ist jedoch ein fester Wert – sie bleibt stabil und abhängig von der angelegten Spannung an den Platten. Die Modifikation des Kondensators durch das Dielektrikum beeinflusst dadurch nicht die Spannung.
Aber das ist nicht alles – die elektrische Feldstärke E zwischen den Platten erleidet ähnlich wie eine Veränderung. Diese lässt sich mit der Formel E = 1 / (ε0 εr) Q/A berechnen und reduziert sich durch die Einfügung des Dielektrikums – um ebendies zu sein: sie verringert sich um den Faktor εr. Das bedeutet – die Feldstärke im Dielektrikum ist geringer als im Vakuum. Eine kluge Wahl um Spannungen in Kreisen zu minimieren!
Zusammenfassend – die Integration eines Dielektrikums ebenso wie etwa Porzellan wirkt sich erheblich auf die Kapazität und die Ladung eines Plattenkondensators aus. Weniger aufregend ist die Erkenntnis ´ dass die elektrische Feldstärke sich herabsetzt ` während die Spannung auf der Strecke genauso viel mit bleibt. Physik ist ein spannendes Feld, nicht wahr?