Doprowadzenie napięcia do okładek kondensatora powoduje zgromadzenie się na nich ładunku elektrycznego. Po odłączeniu od źródła napięcia, ładunki utrzymują się na okładkach siłami przyciągania elektrostatycznego. Jeżeli kondensator, jako całość, nie jest naelektryzowany to cały ładunek zgromadzony na obu okładkach jest jednakowy co do wartości, ale przeciwnego znaku. Kondensator charakteryzuje pojemność określająca zdolność kondensatora do gromadzenia ładunku:
C
=
Q
U
,
{\displaystyle C={\frac {Q}{U}},}
gdzie:
C – pojemność (w faradach),
Q – ładunek zgromadzony na jednej okładce (w kulombach),
U – napięcie elektryczne między okładkami (w woltach).Pojemność wyrażana jest w faradach. Jeden farad to bardzo duża jednostka, dlatego w praktyce spotyka się kondensatory o pojemnościach piko-, nano-, mikro- i milifaradów. Odwrotnością pojemności elektrycznej jest elastancja wyrażana w darafach (nie jest to jednostka układu SI).
Ogólnie, napięcie
U
C
{\displaystyle U_{C}}
i prąd
I
C
{\displaystyle I_{C}}
kondensatora w chwili t związane są zależnością:
U
C
=
Q
C
=
1
C
∫
−
∞
t
I
C
(
τ
)
d
τ
.
{\displaystyle U_{C}={\frac {Q}{C}}={\frac {1}{C}}\int _{-\infty }^{t}I_{C}(\tau ){\mbox{d}}\tau.}
Pracę dW, jaką trzeba wykonać, by przenieść niewielki ładunek dq z jednej okładki kondensatora, o pojemności C, na drugą, przy założeniu, że jedna z okładek jest naładowana ładunkiem q
d
W
=
U
(
q
)
d
q
=
q
C
d
q
.
{\displaystyle {\mbox{d}}W=U(q){\mbox{d}}q={\frac {q}{C}}{\mbox{d}}q.}
Energię zmagazynowaną w kondensatorze oblicza się przez scałkowanie powyższego wzoru, uzyskując:
W
=
∫
0
Q
q
C
d
q
=
1
2
Q
2
C
=
1
2
C
U
C
2
,
{\displaystyle W=\int _{0}^{Q}{\frac {q}{C}}{\mbox{d}}q={\frac {1}{2}}{\frac {Q^{2}}{C}}={\frac {1}{2}}CU_{C}^{2},}
przy czym Q jest ładunkiem, do którego naładowano kondensator.
