一篇關於電容器中儲存的電能的文章
電容器由兩塊導體板組成，兩塊導體板之間夾有電介質。初始狀態下，兩塊導體均為電中性。為了使電容器正常工作，每塊導體板都必須帶電，兩塊導體上的電荷量相等但電荷類型不同。假設其中一塊導體帶電量為 Q = +10庫侖，另一塊導體帶電量為 Q = -10 庫侖。兩塊導體中相同大小但電荷類型相反的電荷會在兩塊導體板之間產生電場，電場方向由正電荷指向負電荷。此外，兩塊導體之間還存在電位差，帶正電的導體電位較高，帶負電的導體電位較低。
為了使兩個導體都帶電，需要將它們連接到電源，例如電池或其他電源。最初，兩個導體都是電中性的，即帶負電的電子和帶正電的質子數量相等。然後，電子從一個導體轉移到另一個導體，失去電子的導體帶正電，獲得電子的導體帶負電。轉移的電子數等於所得的電子數，因此每個導體的電荷量相等。需要注意的是，當電容器連接到電池時，電池的作用是將電子從一個導體轉移到另一個導體。
其中一根導體連接到負極，另一根導體連接到正極。電池兩極之間存在電位差 (V)，導致電子 (q) 從一個導體移動到另一個導體。當兩個導體之間的電位差等於電池電位差時，電子的移動就會停止。最初，當導體不帶電時，移動電子不需要做功。當每個導體都帶電後，移動電子就需要做功。由於電子之間的斥力，每個導體上的電荷越多，移動電子所需的功就越大。
電子從一個導體移動到另一個導體並非同時發生，而是逐漸發生的，因此兩個導體之間的電壓也逐漸升高。所以，為了計算電場轉移過程中的總功（W），使用平均電壓值（V/2）。因此，移動電子所做的功為 W = Q (V/2) = 1/2 Q V。
因為移動電子所做的功改變了電容器中儲存的電位能，所以電容器中儲存的電位能為 PE = 1/2 Q V。
由於 Q = CV，公式 PE = 1/2 QV 可以轉換為 PE = 1/2 QV = 1/2 (CV) (V) = 1/2 CV 2和 PE = 1/2 QV = 1/2 (Q) (Q/C) = 1/2 Q 2 / C。其中 Q = 電荷，C = 電容，V = 電壓。
電場中的電能
在充電過程中，當每個導體開始帶電時，兩塊極板或薄片之間會產生電場。因此，除了使導體帶電之外，做功還間接地在兩塊導體極板或薄片之間產生了電場。由於功轉化為電容器中儲存的電位能，因此可以認為能量儲存在電場中。
下面這個公式從數學上證明了電位能與電場之間的關係。
在關於平行板電容器的文章中，推導出了公式 C = A ε o / d；在關於電勢的文章中，闡述了公式 V = E d。先前，該公式已從電容器中儲存的電位能 PE = 1/2 CV 2推導出來。
PE = 電位能，A = 表面積，d = 距離，A d = 體積，E = 電場，PE / A d = 單位體積的電位能 = 能量密度。
上述公式表明，電場中單位體積空間內的電位能與電場強度的平方成正比。如果導體的兩塊極板或薄片之間存在電介質，則真空介電常數ε₀將被材料的介電常數（ε）所取代。雖然此能量密度方程式是利用平行板電容器的方程式推導而來，但它也適用於所有存在電場的空間。
