Prepušteni sami sebi, dva električna naboja istog imena ne žele ništa jedno s drugim. Oni lete najbrže što mogu. Dakle, ako su čestice prisiljene da se kreću jedna prema drugoj (a to se događa, na primjer, pri akumuliranju naboja), one se tome opiru na sve moguće načine, a da bi povećale gustinu koncentracije naboja u vodiču, određena energija mora biti potrošen.
U statičkom stanju, ova energija se ne koristi i nepovratno se gubi. Pohranjuje se kao električno polje - neka vrsta napetosti u prostoru između naelektrisanih čestica - sve dok se koncentracija naelektrisanja ne smanji, i one ponovo steknu sposobnost slobodnog kretanja.
U ovom slučaju, punjenja koriste akumuliranu energiju električne energijepolje da postigne ubrzanje na svom putu.
Kondenzator je komponenta električnog kola posebno dizajnirana za skladištenje električnog polja.
Energija električnog polja kondenzatora je osnova njegove upotrebe u brojnim električnim i elektronskim uređajima.
Jednostavna logika nalaže da će kondenzatoru napunjenom na napon od V biti potrebno QV džula energije da dostigne novo stanje, a ta vrijednost je upravo energija električnog polja kondenzatora, pohranjenog u njemu i spremnog za koristite.
Nažalost, zdrav razum ovdje zakaže. Samo zato što se osjećate dobro nakon što popijete pivo, to ne znači da ćete se osjećati dvostruko bolje nakon što popijete drugo.
U stvari, kako se optužbe približavaju, one im se sve žešće opiru. Očigledno, ovdje imamo posla sa nelinearnim procesom.
Da vidimo kako se energija električnog polja kondenzatora određuje na osnovu jednostavnog eksperimenta.
Poznato je da je struja definisana kao brzina kojom se naboj kreće. Stoga, ako spojite kondenzator na izvor stabilizirane struje, naboj Q će se akumulirati na pločama konstantnom brzinom.
Pretpostavimo da uzmemo nenapunjen kondenzator i povežemo ga na napajanje koje obezbeđuje konstantnu struju punjenja I.
Napon na kondenzatoru počinje od nule i rastelinearno dok se kondenzator potpuno ne napuni. Nakon toga prestaje. Nazovimo ovu vrijednost maksimalni napon V.
Prosječni napon na kondenzatoru tokom punjenja je (V/2), a prosječna snaga je I(V/2). Kondenzator je napunjen u vremenu T sekundi, tako da je energija električnog polja kondenzatora pohranjena u procesu punjenja TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Uprkos postojanju ogromnog broja veličina, kondenzatorski uređaj nije mnogo raznolik.
Većina se sastoji od dvije paralelne ploče razdvojene dielektrikom. Ponekad se, radi uštede prostora, ovaj sendvič smota kao rolat. A u nekim slučajevima imaju više slojeva, povezanih na određeni način.
Izračunavanje kapacitivnosti kondenzatora koji se sastoji od dvije metalne ploče, sa poznatim fizičkim dimenzijama, obično nije teško, kao ni izračunavanje rezultujuće kapacitivnosti kada su kondenzatori povezani serijski ili paralelno.
