Premessa: gli argomenti dei primi tre paragrafi sono trattati in maniera più approfondita nella materia Elettronica ed Elettrotecnica.

Il condensatore è un componente passivo costituito da due superfici di materiale conduttore dette armature separate da un isolante (o dielettrico). Il condensatore è un grado di accumulare carica elettrica - uguale ma di segno opposto - sulle sue armature quando viene sottoposto a tensione. Quando un condensatore viene caricato nell'isolante si manifesta un campo elettrico capace di immagazzinare energia; questa energia può essere restituita dal componente durante la scarica¹⁾. La carica accumulata da un condensatore dipende dalla sua capacità, definita come carica accumulata per ogni Volt di tensione applicato tra le armature; con una formula: $$C=Q/V$$

La capacità si misura in Farad [F] e dipende dalla geometria del condensatore e dal materiale impiegato come isolante. La formula vista sopra, riscritta così: $$Q=CV$$

permette di calcolare la carica accumulata da un condensatore di capacità C sottoposto alla tensione V²⁾.

La legge di Ohm del condensatore, che esprime la relazione tra tensione e corrente, è: $$i=C (dv/dt)$$

La relazione - molto più complicata di quella di un resistore - contiene la derivata nel tempo della tensione³⁾ e afferma tra l'altro che:

• in un condensatore scorre corrente solo se il valore della tensione sta cambiando (quindi se il condensatore si sta caricando/scaricando)
• la corrente dipende dalla velocità con cui cambia la tensione
• la tensione non può variare a gradiono, cioè “saltare” da un valore a un altro, ma deve cambiare con continuità assumendo tutti i valori intermedi

Se si carica o scarica un condensatore con una tensione costante i valori di carica, tensione e corrente cambiano con legge esponenziale (figura 3). L'intervallo di tempo in cui le grandezze cambiano è detto transitorio e si esaurisce dopo (circa) cinque volte la costante di tempo τ = RC, dove R è la resistenza inserita nel circuito. L'andamento della tensione nel transitorio, ad esempio, si calcola così: $$v(t)=V_f - (V_f - V_i)e^-(t/tau)$$

Nei circuiti in alternata, dove la tensione cambia nel tempo con legge sinusoidale, i condensatori si caricano e scaricano continuamente (due volte ogni periodo). In questo tipo di funzionamento può dunque scorrere corrente permanentemente nei rami con condensatori. La corrente nei condensatori risulta sfasata di 90° in anticipo rispetto alla tensione ai loro capi e il suo valore dipende non solo dalla capacità ma anche dalla pulsazione (quindi dalla frequenza) a cui funziona il circuito⁴⁾.

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