Mikroskopski pogled na kondenzator

Animacija kaže kondenzator iz dveh vzporednih plošč (na vrhu), povezan z baterijo (na dnu). Predstavitev kaže, kaj se zgodi, če povežemo baterijo in se modri elektroni ločijo od pozitivno naelektrenih delcev. V animaciji vidimo le 10 parov naelektrenih delcev.

Kakšna je smer električnega polja med ploščama, ko se elektroni nakopičijo na desni plošči? Električno polje vedno kaže od pozitivnih delcev k negativnim, zato polje kaže na desno. Naboji potujejo, dokler se električni potencial med ploščama ne izenači z električnim potencialom baterije.

Sedaj spremenimo konfiguracijo in dodajmo med plošči kondenzatorja dielektrik. Kaj se zgodi z atomi v dielektriku med obema ploščama (predstavljeni so s krogci)? Zaradi električnega polja, ki si ga ustvarjajo naboji na ploščah kondenzatorja, se naboji v dielektriku polarizirajo. Ker čutijo pozitivni in negativni delci sile v nasprotnih smereh, hočejo elektroni v desno, pozitivno naelektreni delci pa v levo. Vendar pa se ti delci ne morejo povsem ločiti in premikati, kot to sicer velja za naboje v prevodnikih. Lahko se le polarizirajo. Ker so med seboj še vedno povezani, jim pravimo vezani naboji.

Kakšna je smer električnega polja, ki ga povzroča polarizacija (vezanih) nabojev v dielektriku? Ima nasprotno smer od prvotnega električnega polja. Zato je celotno električno polje med ploščama (ob istem številu nabojev) manjše. Ali je sedaj baterija enaka kot prej, glede na to, da je potencialna razlika med ploščama enaka napetosti baterije? Če je naboj na kondenzatorju enak v obeh animacijah, kapaciteta pa je zaradi vnešenega dielektrika večja (C = k ε0S/d), potem ΔV = e/C kaže, da je zmanjšana razlika v električnih potencialih. Poleg tega, ker je zmanjšano električno polje, je sorazmerno zmanjšana tudi razlika potencialov (za konstantno električno polje ΔV = -ΔEd).

Če bi bila v obeh animacijah baterija enaka (ΔV med ploščama bi bil enak), bi bili plošči skupaj z dielektrikom zmožni hraniti večji naboj. Zaradi ΔV = -Ed bi bilo v obeh animacijah električno polje med ploščama enako. Ker vezani naboji v dielektriku zmanjšajo električno polje med ploščama, bi potrebovali na ploščah več nabojev. To pojasnjuje, zakaj ima kondenzator z dielektrikom vežjo kapaciteto od kondenzatorja brez njega.