Dva elektrické náboje rovnakého mena, ponechané svojim vlastným zariadeniam, nechcú mať nič spoločné. Letia tak rýchlo, ako sa len dá. Ak sú teda častice nútené pohybovať sa k sebe (a to sa deje napríklad pri akumulácii náboja), všemožne sa tomu bránia a na zvýšenie hustoty koncentrácie náboja vo vodiči je potrebná určitá energia. musí byť vynaložené.
V statickom stave sa táto energia nevyužíva a je nenávratne stratená. Uchováva sa ako elektrické pole - akési napätie v priestore medzi nabitými časticami - až kým sa koncentrácia nábojov nezníži a nezískajú opäť schopnosť voľne sa pohybovať.
V tomto prípade poplatky využívajú naakumulovanú energiu elektrinypole na získanie zrýchlenia.
Kondenzátor je komponent elektrického obvodu špeciálne navrhnutý na uloženie elektrického poľa.
Energia elektrického poľa kondenzátora je základom jeho použitia v mnohých elektrických a elektronických zariadeniach.
Jednoduchá logika určuje, že kondenzátor nabitý na napätie V bude na dosiahnutie nového stavu vyžadovať QV jouly energie a táto hodnota je presne energia elektrického poľa kondenzátora, v ňom uloženej a pripraveného na použite.
Bohužiaľ, zdravý rozum tu zlyháva. To, že sa po vypití piva cítite dobre, ešte neznamená, že po vypití druhého piva sa budete cítiť presne dvakrát lepšie.
V skutočnosti, keď sa obvinenia blížia, bránia sa tomu čoraz urputnejšie. Je zrejmé, že tu máme do činenia s nelineárnym procesom.
Pozrime sa, ako sa na základe jednoduchého experimentu určuje energia elektrického poľa kondenzátora.
Je známe, že prúd je definovaný ako rýchlosť, ktorou sa náboj pohybuje. Ak teda pripojíte kondenzátor k zdroju stabilizovaného prúdu, náboj Q sa bude hromadiť na platniach konštantnou rýchlosťou.
Predpokladajme, že vezmeme nenabitý kondenzátor a pripojíme ho k zdroju napájania, ktorý poskytuje konštantný nabíjací prúd I.
Napätie na kondenzátore začína od nuly a zvyšuje salineárne, kým sa kondenzátor úplne nenabije. Potom to prestane. Nazvime túto hodnotu maximálne napätie V.
Priemerné napätie na kondenzátore počas nabíjania je (V/2) a priemerný výkon je I(V/2). Kondenzátor bol nabitý v čase T sekúnd, takže energia elektrického poľa kondenzátora uložená v procese nabíjania je TI (V/2).
W=1/2QV=1/2CV
Napriek existencii obrovského množstva veľkostí nie je kondenzátorové zariadenie veľmi rôznorodé.
Väčšina z nich pozostáva z dvoch paralelných dosiek oddelených dielektrikom. Niekedy, aby sa ušetrilo miesto, je tento sendvič zrolovaný ako rolka. A v niektorých prípadoch majú niekoľko vrstiev, spojených určitým spôsobom.
Výpočet kapacity kondenzátora pozostávajúceho z dvoch kovových dosiek so známymi fyzikálnymi rozmermi zvyčajne nie je zložitý, rovnako ako výpočet výslednej kapacity, keď sú kondenzátory zapojené do série alebo paralelne.
