Energia pola elektrycznego w kondensatorze
Rozpatrzmy początkowo nienaładowany kondensator, który ładujemy, przenosząc elektrony pomiędzy okładkami. Okładka, z której zabieramy elektrony ładuje się dodatnio, a okładka, na którą je przenosimy ujemnie. W wyniku tego postępowania różnica potencjałów rośnie od \( 0 \) do \( \Delta V \), a ładunek na kondensatorze wzrasta od \( 0 \) do \( Q \).
Praca zużyta na przeniesienie porcji ładunku dq pomiędzy okładkami przy panującej w danej chwili różnicy potencjałów \( \Delta V \) wynosi zgodnie ze wzorem Potencjał elektryczny-( 5 )
Musimy przy tym pamiętać, że w trakcie ładowania kondensatora różnica potencjałów rośnie, więc przenoszenie dalszych porcji ładunku jest coraz trudniejsze (wymaga więcej energii). Całkowita praca na przeniesienie ładunku \( Q \), równa energii potencjalnej zgromadzona w kondensatorze, wynosi zatem
gdzie skorzystaliśmy ze wzoru Pojemność elektryczna-( 1 ) na pojemność. Przypomnijmy, że dla kondensatora płaskiego (moduł Pojemność elektryczna )
skąd
Po podstawieniu do wzoru ( 2 ), otrzymujemy
Uwzględniając wyrażenie Pojemność elektryczna-( 2 ) na pojemność kondensatora płaskiego ostatecznie
Zauważmy, że iloczyn \( Sd \) jest objętością kondensatora, więc gęstość energii \( w \) (pola elektrycznego), która jest energią zawartą w jednostce objętości wynosi
Prawo 1: Energia pola elektrycznego w punkcie