Capacidad Electrica

EJERCICIOS DE CAPACIDAD ELECTRICA

1. Calcule la capacidad de la Tierra considerada como un conductor esférico de

6.370 km de radio.

2. Calcular la capacidad de un condensador de discos de 12 cm de radio si están a

6 mm entre sí y tienen por dieléctrico (ε) una placa de vidrio de ε = 8. (480stf)

3. ¿Qué potencial adquiere un condensador de discos al ser cargado con 12 µC si tiene 24 cm de radio separados a 9 mm, siendo el dieléctrico la mica de ε = 6?

(11.250 V)

4. Demostrar que la energía eléctrica potencial acumulada por un condensador es también: T = QV2/2 o T = Q2/2C

5. Se aplica una diferencia de potencial de 300 V a un condensador de 2 y a uno de

8 µF conectados en serie. Determine la carga y la diferencia de potencial para cada condensador.

6. Un condensador de placas paralelas tiene placas circulares de 8 cm de radio y separadas 1 mm. ¿Qué carga aparecerá en las placas si se aplica una diferencia de potencial de 100 V?

7. Se tienen 3 condensadores: C1 = 4 µF, C2 = 8 µF y C3 = 16 µF. Determine la capacidad equivalente si se conectan: a) en serie, b) en paralelo y c) C1 y C2 en paralelo conectados en serie con C3.

8. Si a los condensadores anteriores se conectan a una fem de 200 V. ¿Qué carga adquieren en cada conexión?

9. Siempre con las mismas conexiones anteriores. ¿Qué energía se almacena en cada condensador en cada conexión?

10. Si se dispusiera de varios condensadores de 2 µF, cada uno de ellos capaz de resistir 200 V sin romperse el dieléctrico, ¿cómo se podrían combinar para tener capacidades equivalentes a: a) 0,4 µF, o bien, b) 1,2 µF, con la condición de que ambos puedan resistir 1000 V?

11. Un condensador de aire de placas paralelas tiene una capacitancia de 100 µF,

¿cuál es la energía almacenada si se aplica una diferencia de potencial de 50 V?

12. Dos condensadores de 2 y 4 µF se conectan en paralelo y se les aplica una tensión de 300 V. Calcular la energía total almacenada en el sistema.

13. Para almacenar energía eléctrica se usa una batería de 2000 condensadores de

5 µF conectados en paralelo. ¿Cuánto cuesta cargar esta batería hasta 50.000 V, suponiendo que la tarifa de energía eléctrica es de $ 65 por cada kw-hr.?

14. Un condensador con aire entre sus placas tiene una capacitancia de 8 µF.

Determinar su capacitancia cuando se coloca entre sus placas un aislante de

constante dieléctrica 6. (48 µF)

15. Un condensador de 300 pF (p = 10-12) se carga a un voltaje de 1 kV. ¿Cuál es la carga que puede almacenar? (0,3 µC)

16. Una esfera metálica tiene una carga de 6 nC (n = 10-9) cuando su potencial es de

200 V más alto que el de sus alrededores y está montada sobre una barra aislante. ¿Cuál es la capacitancia del condensador formado por la esfera y sus

alrededores? (300 pF)

17. Un condensador de 1,2 µF se carga a 3 kV. Calcular la energía almacenada en el condensador. (5,4 J)

18. La combinación en serie de los dos condensadores mostrados en la figura están conectados a una diferencia de potencial de 1.000 V. Encuentre a) la capacidad equivalente de la combinación, b) la magnitud de las cargas en cada condensador, c) la diferencia de potencial a través de cada condensador, d) la energía almacenada en los condensadores. (a) 2 pF, b) 2 nC, c) 667 V; 333 V; d)

0,67 µJ; 0,33 µJ; 1 µJ)

19. La combinación de condensadores en paralelo mostrada en la figura está conectada a una fuente que suministra una diferencia de potencial de 120 V. Calcular la capacidad equivalente, la carga de cada condensador y la carga en la combinación. (8 pF; 240 pC; 720 pC; 960 pC)

20. Cada una de las placas paralelas de un condensador tiene un área de 200 cm2, y se encuentran separadas por un espacio de aire de 0,4 cm. a) Calcular su capacidad, b) Si el condensador está conectado a una fuente que suministra una diferencia de potencial de 500 V, calcular la carga, la energía almacenada y el valor de E entre las placas, c) si un líquido con una K = 2,6 se vacía entre las placas para sustituir el espacio de aire, ¿qué carga adicional le suministrará al condensador la fuente de 500 V? (a) 44 pF, b) 22 nC; 5,5 µJ; 125 kV/m c) 57 nC)

21. Dos condensadores, 3 µF y 4 µF, son cargados individualmente con una batería que suministra una diferencia de potencial de 6 V. Una vez desconectados de ésta, se conectan juntos, con la placa negativa de una unidad a la placa positiva del otro. ¿Cuál es la carga final en cada condensador? (18 µC; 24 µC)

22. Un condensador con aire entre sus placas tiene una capacidad de 3 µF. ¿Cuál es su capacidad cuando se coloca entre sus placas cera de constante dieléctrica 2,8? (8,4 µF)

23. Determinar la carga en cada placa de un condensador de 0,05 µF cuando la diferencia de potencial entre las placas es de 200 V. (10 µC)

24. Un condensador se carga con 9,6 nC y tiene una diferencia de potencial de 120

V entre sus terminales. Calcular la capacidad y la energía almacenada en él. (80 pF, 0,576 µF)

25. Calcular la energía almacenada en un condensador de 60 pF a) cuando está cargado a una diferencia de potencial de 2 kV y b) cuando la carga en cada placa es de 30 nC. (12 mJ, 7,5 µJ)

26. Tres condensadores, cada uno de 120 pF de capacidad, están cargados a un potencial de 500 V y conectados en serie. Determinar a) la diferencia de potencial entre las placas extremas, b) la carga en cada condensador, c) la energía almacenada en el sistema. (1500 V, 60 nC, 45 µJ)

27. Tres condensadores, 2, 5 y 7 µF, están conectados en serie. ¿Cuál es la capacidad equivalente? (1,19 µF)

28. Tres condensadores, 2, 5 y 7 µF, están conectados en paralelo.

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