Guía de Física, electricidad y magnetismo PDF

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GUÍA DE FISICA SOBRE: CAPACITANCIA , DIELÉCTRICOS Y CONDENSADORES...

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GUÍA: CAPACITANCIA , DIELÉCTRICOS Y CONDENSADORES 1. Determinar el radio de un conductor esférico que tiene capacidad de 1 Farad. R= 9X109 m 2. Un condensador de placas paralelas está formado por dos conductores cuadrados de 10 cm de lado, separados por 1 mm de distancia. Calcular: a) Su capacidad cuando � 0= 9 pF/m. R= 90 pF b) Si este condensador está cargado con 12 volts, ¿Cuánta carga se transfiere de una placa a la otra?. R= 1.1 nC c) ¿Cuántos electrones existen, considerando esta carga?. R= 6.7X109 e 3. Se necesita construir un condensador casero de placas paralelas mediante láminas de aluminio y papel de cera como dieléctrico. Las dimensiones son iguales a la de una libreta profesional de 100 hojas. Si el grosor del papel de cera es de 66.7 µm. Calcular la capacidad que adquiere al conectarse a una batería de 9 volts. 4. Una esfera conductora con carga y aislada de radio 12 cm produce un campo eléctrico de 4.9X104 N/C a una distancia de 24 cm de su centro. a) ¿Cuál es su carga superficial?. R=1.33 µC b) ¿Cuál será su capacitancia?. R= 13.5 pF 5. Cuatro capacitores están conectados como se muestra en la figura 1. a) Encuentre la capacitancia equivalente entre los puntos a y b. R=5.96 µF b) Calcule la carga de cada uno de los capacitores si la diferencia de potencial es de 15 v. R= 63.15 µC, 26.31 µC y 89.47 µC 6. Un grupo de capacitores idénticos se conectan primero en serie y después en paralelo. La capacitancia combinada en paralelo es 100 veces mayor que la correspondiente a la conexión en serie. ¿Cuántos capacitores existen en este grupo?. 7. Un capacitor lleno de aire está formado por dos placas paralelas, cada una de ellas con un área de 7.6 cm2 , separadas una distancia de 1.8 mm. A estas placas se les aplica una diferencia de potencial de 20 volts. Calcule: a) El campo eléctrico entre las placas. R=11.11 Kv/m b) La densidad de carga superficial. R=98.33 nC/m2 c) La capacitancia. R= 3.73 pF d) La carga sobre la placa. R= 74.7 pC 8. Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b para el grupo de capacitores de la figura 2 si C1= 5 µF, C2= 10 µF y C3= 2 µF. R= 6.04 µF 9. Determinar: a) La capacitancia y b) La máxima diferencia de potencial aplicable a un capacitor de placas paralelas con dieléctrico de teflón, con una superficie de placa de 1.75 cm2 y una separación de 0.04 mm entre placas. R= 81.3X10-12 F, 2.4 Kv. 10. Un tramo de 50 m de cable tiene un conductor interno de 2.58 mm de diámetro, que tiene una carga de 8.1 µC. El conductor que lo rodea tiene un diámetro de 7.27 mm y una carga de -8.1 µC. a) ¿Cuál es la capacitancia de este cable?. R=2.68 nF b) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los conductores?. Suponga que la región entre los conductores está lleno de aire. R= 3.02 Kv 11. Si se conectan dos capacitores en paralelo, se obtiene una capacitancia equivalente de 9pF y cuando se conectan en serie se obtiene una capacitancia equivalente de 2 pF. ¿Cuál es la capacitancia de cada uno de ellos?.

12. Cuando se aplica una diferencia de potencial de 150 v a las placas paralelas de un capacitor, éstas tienen una densidad de carga superficial de 30nC/cm2 . ¿Cuál es el espaciamiento entre ellas?. R= 4.42 µm 13. En un capacitor esférico lleno de aire los radios de las cubiertas interior y exterior miden 7 y 14 centímetros respectivamente. a) Calcule la capacitancia del dispositivo. R=15.6 pF b) ¿Cuál tendrá que ser la diferencia de potencial entre las esferas para obtener una carga de 4 µC en el capacitor?. R=257 Kv 14. Considere el circuito que muestra la figura 3, donde C1= 6 µF, C2= 3 µF y una diferencia de potencial de 20 v. Primero se carga el capacitor C1 cerrando el interruptor S1. Después este interruptor es abierto y el capacitor cargado se conecta al otro capacitor descargado cerrando S2. Calcule la carga inicial adquirida por C1, así como la carga final en cada una de los capacitores al quitar la fuente. 15. Un condensador plano tiene placas cuadradas de 10 cm de lado y una separación de d=4mm. Un bloque dieléctrico de k= 5 tiene dimensiones 10 cm x 10cm x 2mm. a) ¿Cuál es la capacidad del condensador?. b) ¿Cuál es la capacidad si contiene dos bloques dieléctricos de k= 5 tiene dimensiones 10 cm x 10cm x 2mm y k= 7 tiene dimensiones 10 cm x 10cm x 2mm....