В отличие от проводников, подчиняющихся закону Ома, ток через диэлектрики зависит от напряжения резко нелинейно. При низких напряжениях ток в цепи очень мал и почти не увеличивается с ростом напряжения, но начиная с некоторого напряжения ток утечки начинает лавинообразно расти, что обычно сопровождается разрушением диэлектрика вследствие его нагрева протекающим током, обычно вдоль узких каналов пробоя, тянущихся в толще диэлектрика от одного электрода до другого Это и есть пробой диэлектрика, и он сопровождается необратимой потерей изолирующих свойств: канал пробоя либо остается проводящим, либо затем пробивается при гораздо более низком напряжении. Пробою способствуют неоднородности и дефекты обкладок и диэлектрика, а также явления электромиграции.
Испытательное напряжение конденсатора -- это напряжение, которое он выдерживает без пробоя в течение заданного времени (обычно от 10 до 60 с) в определенных условиях. Однако при испытательном напряжении конденсатор эксплуатировать нельзя. Длительное его приложение может привести к пробою с течением времени, при повышении температуры, при механических воздействиях и т.п. Номинальное напряжение выбирают таким образом, что при его приложении пробоя не происходит во всем диапазоне рабочих температур в течение установленного срока службы с заданным уровнем надежности. Оно ниже испытательного напряжения в 2-3 раза.
Обычно под номинальным напряжением подразумевается напряжение постоянного тока. Так как переменный ток, протекающий через конденсатор, вызывает нагрев обкладок и диэлектрика, конденсаторы способны выдерживать переменное напряжение более низкое, чем постоянное. С ростом частоты допустимое переменное напряжение снижается. У некоторых типов конденсаторов указывается номинальное напряжение переменного тока (действующее значение) -- это конденсаторы, предназначенные для работы на переменном токе, в том числе при больших значениях реактивной мощности -- фазосдвигающие, помехоподавляющие, корректирующие и т.п.