El capacitor es un dispositivo que almacena energía en un campo electrostático. Una lámpara, por ejemplo, requiere una breve ráfaga de energía eléctrica que supere la que generalmente puede obtenerse de una batería. Con relativa lentitud (en algunos segundos) un capacitor puede extraer energía de dicha batería y luego liberar la energía con mucha rapidez (en cuestión de milisegundos) a través de la lámpara. Se emplean capacitores mucho mayores para producir breves pulsos láser, con el propósito de inducir la fusión termonuclear en delgadas bolitas de hidrógeno. En este caso el nivel de potencia durante el pulso es de unos 10¹⁴ Watt, aproximadamente 200 veces la capacidad de generación eléctrica en Estados Unidos; sólo que el pulso suele durar apenas 10^-19 s.

Los capacitores se emplean además para crear campos eléctricos, como el dispositivo de placas paralelas que produce el campo eléctrico casi uniforme que desvía los haces de electrones en un tubo de televisión o de un osciloscopio.

En los circuitos, se utilizan los capacitores para suavizar y eliminar las variaciones repentinas en la línea de voltaje que puedan dañar la memoria de las computadoras. En otra aplicación, la sintonización de una radio o receptor de televisión suele efectuarse variando la capacitancia de un circuito.

CAPACITANCIA

La figura muestra un capacitor generalizado constituido por dos conductores a y b de forma arbitraria. Se les llama placas cualquiera que sea su geometría. Suponemos que ellos están totalmente aislados del medio. Suponemos además que por ahora los conductores están en el vacío.

Se dice que un capacitor está cargado si sus dos placas llevan cargas iguales y opuestas +q y -q. Nótese que q no es la carga neta del capacitor pues es cero. En la explicación de los capacitores dejamos que q represente el valor absoluto en la carga en cualquiera de las placas; esto es, representa una magnitud solamente y hay que especificar el signo de la carga en una placa.

Podemos "cargar" un capacitor conectando una de sus placas a la terminal positiva de una batería y la otra a la terminal negativa como se aprecia en la figura. Como veremos en el siguiente capítulo, el flujo de carga en un circuito eléctrico se asemeja al flujo de un fluido, y la batería sirve de "bomba" a la carga eléctrica. Cuando conectamos una batería al capacitor (cerrando el interruptor en el circuito), la batería "bombea" electrones de la placa positiva (antes sin carga) del capacitor a la placa negativa. Una vez que la batería mueve una cantidad de carga de magnitud q, la de la placa positiva es +q y la de la placa negativa,-q.

Una batería ideal mantiene entre sus terminales una diferencia constante de potencial. La placa positiva y el alambre que la conectan a la terminal positiva son conductores y, por ello (en condiciones electrostáticas), han de tener el mismo potencial V₊ que la terminal positiva de la batería. La placa negativa y el alambre que la conecta a la terminal negativa de la batería también son conductores; (cuando el interruptor está cerrado) deben, pues, tener el mismo potencial V_- que la terminal negativa. La diferencia de potencial ∆V = V₊ - V_- entre las terminales es la misma que aparece entre las placas del capacitor cuando el interruptor está cerrado. Por lo regular nos referimos a ella como la diferencia de potencial a través del capacitor, es decir la diferencia de potencial entre sus placas.

En la figura se muestra un circuito con que se carga un capacitor por medio de una batería que mantiene una diferencia de potencial constante ∆V = V₊ - V_- entre sus terminales. En un circuito el capacitor  se representa con el símbolo -l l- ,cuyas líneas paralelas indican las dos placas del capacitor.

Cuando cargamos un capacitor, observamos que la carga q que aparece en sus placas es siempre directamente proporcional a la diferencia de potencial ∆V entre ellas: qά ∆V . La capacitancia C es la constante de proporcionalidad necesaria para convertir esta relación en una ecuación

q = C ∆V

La capacitancia es un factor geométrico que depende del tamaño, la forma y la separación de las placas, lo mismo que del material que ocupa el espacio entre ellas (que por ahora supondremos que es un vacío) . La capacitancia de un capacitor no depende de ∆V ni de q.

La unidad de capacitancia en el SI que se deduce de la ecuación  anterior es el coulomb/volt y recibe el nombre de farad (su abreviatura es F):

1 farad = coulomb/volt.

La unidad se llama así en honor a Michel Faraday quien, entre otras aportaciones, propuso el concepto de la capacitancia. Los submúltiplos del farad, el microfarad (1μF = 10^-6 F) y el picofarad   (1pF = 10^-12F), son unidades más útiles en la práctica.