Dielektrikud ja kondensaatori energia

Kondensaator talletab laengut, hoides kaks juhti üksteisest eemal, ja selle mahtuvus — kui palju laengut see hoiab rakendatud pinge voldi kohta — sõltub plaatide geomeetriast ja sellest, millega on täidetud nendevaheline pilu. Dielektrik on isoleeriv materjal, mis sellesse pilusse asetatuna teeb midagi kasulikku just seepärast, et see ei juhi voolu: selle molekulid polariseeruvad väljale reageerides, seades end osaliselt sellele vastu. Plaatidevaheline väli selle tagajärjel nõrgeneb, ja kuna mahtuvus on laeng jagatud pingega, tähendab nõrgem väli sama laengu juures väiksemat pinget, mis tähendab suuremat mahtuvust. Intuitiivne oletus — et millegi pilusse toppimine peaks mahtuvust vähendama, jäädes ette — on füüsika osas tagurpidi.

Laetud kondensaatorisse talletatud energia on U = ½CV² ja astendaja V juures loeb samal põhjusel, mis lugupidamis takisti võimsusegi puhul: kondensaatori pinge kahekordistamine neljakordistab talletatud energia, mitte ei kahekordista seda. Just seepärast on märkimisväärse energiakoguse talletamiseks kasutatavad kondensaatorid — kaamera välk, defibrillaator — mõõdustatud kindlale pingele ja just seepärast on selle ületamine ebaproportsionaalselt ohtlik võrreldes pinge tõusuga.

Tegelikud kondensaatorid kasutavad peaaegu alati vaakumi või õhupilu asemel dielektrikut kahel koos toimival põhjusel: suurenenud mahtuvus mahutab rohkem talletusvõimet samasse füüsilisse suurusesse ja enamik dielektrikuid talub enne läbilöögini jõudmist tugevamat välja kui õhk, mis lubab plaadid tuua lähemale, andes veelgi suurema mahtuvuse. Mõlemad efektid mõjuvad samas suunas ja just seepärast on dielektriku valik üks peamisi disainiotsuseid tegelikes kondensaatorites.