Элементом электрической цепи, обладающим значительной емкостью, является конденсатор. Конструктивно конденсатор представляет собой две пластины с большой поверхностью, выполненные из проводящего материала и разделенные диэлектриком. Емкость С конденсатора определяет тот электрический заряд, который накапливается на пластинах при разности потенциалов между ними в 1 В.
Хотя пластины конденсатора и разделены диэлектриком, при переменном напряжении ток в цепи с конденсатором существует. Это связано с тем, что синусоидальное напряжение непрерывно меняется по значению и направлению, а следовательно, и заряд на пластинах конденсатора непрерывно меняется. Это изменение заряда и связанное с ним движение электронов и есть электрический ток в цепи.
Элементом электрической цепи, обладающим значительной емкостью, является конденсатор. Емкостью обладают любые два проводника, расположенные недалеко друг от друга. Но при малой поверхности их емкость невелика и ею обычно пренебрегают.
Рассмотрим электрическую цепь, состоящую из источника питания и конденсатора емкостью С. Будем считать, что конденсатор имеет идеальный диэлектрик, то есть его активное сопротивление равно нулю.
Рассмотрим процесс протекания тока в цепи с емкостью подробнее. Под действием приложенного к конденсатору напряжения происходит поляризация диэлектрика, т, е. смещение заряженных частиц, входящих в состав молекул его вещества, в противоположных направлениях. Электрически нейтральные при отсутствии внешнего электрического поля молекулы диэлектрика превращаются в электрические диполи, т. е. системы двух противоположных по знаку точечных зарядов. В процессе поляризации в диэлектрике происходит движение элементарных частиц в пределах молекулы, образующее ток поляризации или ток смешения. К цепи с конденсатором подведено синусоидальное напряжение 
, под действием которого в цепи возникает ток i и на каждой пластине конденсатора скапливается заряд 
, где uC – падение напряжения на конденсаторе.
|
|
По второму закону Кирхгофа для данной цепи имеем 
. Тогда заряд на конденсаторе
.
Ток в цепи, представляющий собой изменение заряда во времени,
,
или
,
где амплитуда тока
.
Из формулы видно, что ток в цепи с емкостью является синусоидальным и опережает напряжение по фазе на угол π /2.
Величина 1/ ωС в знаменателе правой части имеет размерность сопротивления, обозначается XC и называется емкостным сопротивлением:
.
Емкостное сопротивление обратно пропорционально частоте и емкости конденсатора. Таким образом
Поделив обе части этого уравнения на 
, получим выражение закона Ома для действующих значений тока и напряжения:
.
Комплексный ток
.
С учетом этого выражения можно найти соотношение между комплексным напряжением и током в цепи с емкостью:
.
Векторная диаграмма комплексных значений напряжения и тока представлена на этом рисунке
Если в цепь включен конденсатор с емкостью С, то 
и мгновенное значение мощности
,
которое отличается от мгновенной мощности цепи с индуктивностью только знаком. Изменение мощности для этой цепи показано на рисунке.
В цепи с емкостью также происходит обмен электроэнергией между источником питания и конденсатором. При передаче энергии от источника питания в течение четверти периода энергия запасается в электрическом поле конденсатора, а в течение следующей четверти периода энергия электрического поля освобождается и возвращается источнику. Электроэнергетический процесс в цепи характеризуется только реактивной мощностью
|
|
,
где 
— емкостная проводимость.