8.1 Kondensatory i pojemność elektryczna

Kondensator to urządzenie zdolne do magazynowania ładunku elektrycznego i energii elektrycznej. Ilość ładunku, którą można zgromadzić na kondensatorze próżniowym, zależy od dwóch czynników: przyłożonego napięcia i właściwości kondensatora, to znaczy jego wymiarów i geometrii.
Pojemność elektryczna kondensatora to parametr informujący o tym, jaki ładunek przypada na jednostkę różnicy potencjałów między jego okładkami. Pojemność elektryczna układu przewodników zależy od ich wzajemnego położenia oraz od właściwości fizycznych izolatora wypełniającego przestrzeń pomiędzy przewodnikami. Jednostką pojemności elektrycznej jest farad, przy czym $1 F = 1 C ∕ 1 V$ .

8.2 Łączenie szeregowe i równoległe kondensatorów

Dla układu kondensatorów połączonych szeregowo odwrotność pojemności zastępczej jest sumą odwrotności pojemności kondensatorów składowych.
Dla układu kondensatorów połączonych równolegle pojemność zastępcza jest sumą pojemności kondensatorów składowych.
Aby obliczyć pojemność zastępczą układu zawierającego szeregowe i równoległe połączenia kondensatorów, należy odszukać podukłady kondensatorów połączonych jednakowo i zastąpić je równoważnymi kondensatorami zastępczymi, aż cały układ zostanie zredukowany do jednego kondensatora zastępczego.

Kondensatory wykorzystuje się jako źródła energii dla wielu urządzeń, takich jak defibrylatory, lampy błyskowe czy urządzenia mikroelektroniczne, np. kalkulatory.
Energia zmagazynowana w kondensatorze jest pracą wykonaną podczas jego ładowania począwszy od stanu, w którym na okładkach nie ma żadnego ładunku. Energia zawarta jest w polu elektrycznym pomiędzy okładkami i zależy od ilości ładunku oraz różnicy potencjałów pomiędzy nimi.
Energia zmagazynowana w układzie kondensatorów jest sumą energii zgromadzonych w każdym z kondensatorów. Można ją również obliczyć jako energię zgromadzoną w kondensatorze zastępczym równoważnym układowi.

Każdy dielektryk ma charakterystyczną względną przenikalność elektryczną $\epsilon_{\text{r}}\geq 1$ .
Kiedy przestrzeń pomiędzy okładkami kondensatora całkowicie wypełnia dielektryk o względnej przenikalności elektrycznej $ε_{r}$ , pojemność elektryczna kondensatora próżniowego wzrasta o czynnik $ε_{r}$ .
Kiedy przestrzeń pomiędzy okładkami kondensatora całkowicie wypełnia dielektryk o względnej przenikalności elektrycznej $ε_{r}$ , energia zgromadzona w izolowanym kondensatorze zmniejsza się o czynnik $ε_{r}$ .

Na powierzchniach dielektryka graniczących z okładkami po wsunięciu go między nie indukują się równe co do wartości ładunki o przeciwnych znakach. Wytwarzają one indukowane pole elektryczne skierowane przeciwnie do pola wytwarzanego przez ładunki swobodne na okładkach kondensatora.
Względna przenikalność elektryczna jest stosunkiem natężenia pola elektrycznego w próżni do natężenia wypadkowego pola elektrycznego w dielektryku. Kondensator z dielektrykiem ma większą pojemność elektryczną niż kondensator próżniowy.
Wytrzymałość dielektryczna izolatora jest wartością krytyczną natężenia pola elektrycznego, przy której jego cząsteczki zaczynają ulegać jonizacji. Dielektryk nabiera wtedy właściwości przewodzących i dochodzi do przebicia elektrycznego.