Prepušteni sami sebi, dva električna naboja istog imena ne žele imati ništa jedno s drugim. Lete što brže mogu. Dakle, ako su čestice prisiljene kretati se jedna prema drugoj (a to se događa, na primjer, pri nakupljanju naboja), one se tome opiru na sve moguće načine, a kako bi se povećala gustoća koncentracije naboja u vodiču, određena energija mora se potrošiti.
U statičkom stanju, ova energija se ne koristi i nepovratno se gubi. Pohranjuje se kao električno polje - vrsta napetosti u prostoru između nabijenih čestica - sve dok se koncentracija naboja ne smanji, a one ponovno dobiju sposobnost slobodnog kretanja.
U ovom slučaju, naboji koriste akumuliranu energiju električne energijepolje za postizanje ubrzanja na svom putu.
Kondenzator je komponenta električnog kruga posebno dizajnirana za pohranjivanje električnog polja.
Energija električnog polja kondenzatora temelj je njegove upotrebe u brojnim električnim i elektroničkim uređajima.
Jednostavna logika nalaže da će kondenzator napunjen na napon od V zahtijevati QV džula energije da bi dosegao novo stanje, a ta vrijednost je upravo energija električnog polja kondenzatora, pohranjena u njemu i spremna 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.
Zapravo, kako se optužbe približavaju, one im se sve žešće opiru. Očito, ovdje imamo posla s nelinearnim procesom.
Da vidimo kako se energija električnog polja kondenzatora određuje na temelju jednostavnog eksperimenta.
Poznato je da je struja definirana 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 spojimo ga na napajanje koje osigurava stalnu 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 tijekom punjenja je (V/2), a prosječna snaga je I(V/2). Kondenzator je napunjen u vremenu T sekundi, pa je energija električnog polja kondenzatora pohranjena u procesu punjenja TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Unatoč postojanju ogromnog broja veličina, kondenzatorski uređaj nije baš raznolik.
Većina se sastoji od dvije paralelne ploče odvojene dielektrikom. Ponekad se, radi uštede prostora, ovaj sendvič smota poput rolade. A u nekim slučajevima imaju nekoliko slojeva, povezanih na određeni način.
Izračunavanje kapaciteta kondenzatora koji se sastoji od dvije metalne ploče, s poznatim fizičkim dimenzijama, obično nije teško, kao ni izračunavanje rezultirajuće kapacitivnosti kada su kondenzatori spojeni serijski ili paralelno.
