Tụ điện là một thiết bị lưu trữ điện tích và năng lượng tiềm năng . Một tụ điện đơn giản bao gồm hai bản cực hoặc tấm dẫn điện đặt gần nhau nhưng không chạm vào nhau, được ngăn cách bởi một chất cách điện hoặc chân không. Chất dẫn điện là vật liệu có thể dẫn dòng điện, chẳng hạn như kim loại, trong khi chất cách điện là vật liệu không thể dẫn dòng điện, chẳng hạn như nhựa.
Ban đầu, cả hai vật dẫn đều trung tính về điện. Để một vật dẫn tích điện dương và vật dẫn kia tích điện âm, các electron phải được chuyển từ vật dẫn này sang vật dẫn kia. Electron nằm trên bề mặt của các nguyên tử và do đó dễ dàng được vận chuyển. Sau khi electron di chuyển từ vật dẫn này sang vật dẫn kia, một vật dẫn sẽ có lượng electron dư thừa (thiếu proton) và do đó tích điện âm, trong khi vật dẫn kia sẽ có lượng electron dư thừa (thiếu proton) và do đó tích điện dương. Quá trình tích điện cho tụ điện được giải thích chi tiết trong chủ đề lưu trữ năng lượng điện trong tụ điện.
Như hình minh họa bên cạnh, một trong hai bản dẫn điện tích điện dương (+Q) trong khi bản dẫn điện kia tích điện âm (-Q). Điện tích trên mỗi bản dẫn bằng nhau nhưng trái dấu, do đó tổng điện tích bằng không (QQ=0). Sự hiện diện của các điện tích cùng độ lớn và trái dấu trên mỗi bản dẫn tạo ra hiệu điện thế giữa hai bản dẫn. Bản dẫn tích điện dương có điện thế cao hơn trong khi bản dẫn tích điện âm có điện thế thấp hơn. Nói cách khác, có một điện trường giữa hai bản dẫn tích điện, trong đó hướng của điện trường là từ điện tích dương đến điện tích âm. Như đã thảo luận trong chủ đề về năng lượng điện thế, nếu có điện trường hoặc hiệu điện thế giữa hai bản dẫn điện thì phải có năng lượng điện thế trên cả hai bản dẫn.
Thế năng là khả năng thực hiện công việc. Nếu một tụ điện tích trữ thế năng, nó có khả năng thực hiện công việc. Trên thực tế, tụ điện có nhiều ứng dụng trong cuộc sống hàng ngày. Tụ điện là một thành phần quan trọng trong các mạch điện, vốn là nền tảng của nhiều thiết bị điện tử khác nhau.
