Раздвигая разноименно заряженные пластины конденсатора, мы совершаем положительную работу, так как пластины притягиваются друг к другу. При этом энергия конденсатора увеличивается на величину, равную совершенной нами работе
то есть
Если увеличить расстояние между пластинами на то совершенная работа
где
- сила притяжения пластин, равная заряду
одной из пластин, умноженному на напряженность поля, создаваемого другой пластиной. Обе пластины дают равный вклад в напряженность поля
внутри конденсатора, поэтому напряженность поля, создаваемого одной пластиной, равна
Таким образом,
откуда
Если начальное расстояние между пластинами равно нулю, а конечное равно то совершенная при раздвигании пластин работа
Это и есть энергия заряженного конденсатора. Так как
где
- разность потенциалов между обкладками конденсатора, получаем
Поскольку и
связаны соотношением
получаем три эквивалентные формулы для энергии заряженного конденсатора: