Cierto Dieléctrico de Constante

un capacitor de placas planas paralelas tiene una separación de 0.15 mm, ¿cuál deberá ser su área para que tenga una capacitancia de 1.0 F? (b) Si las placas son cuadradas, ¿cuál es la longitud de su lado?

Resp. (a) 1.69  107 m2, (b) 4.12  103 m.

2. Cierto dieléctrico de constante K = 24.0 puede resistir un campo eléctrico de 4.0  107 V/m. Con este dieléctrico se quiere construir un capacitor de 0.1 µF que pueda resistir una diferencia de potencial de 2.0 kV. (a) ¿Cuál es la distancia de separación entre las `placas?, (b) ¿Cuál debe ser el área de las placas?

Resp. (a) 5.0  10-5 m, (b) 235 cm2.

3. Dos placas paralelas poseen cargas +Q y –Q. Si el espacio entre las placas está desprovisto de materia, el campo eléctrico es de 2.5  105 V/m. Cuando el espacio se llena con un dieléctrico determinado, el campo se reduce a 1.2  105 V/m. (a) ¿Cuál es la constante dieléctrica del dieléctrico? (b) Si Q = 10.0 nC, ¿cuál es el área de las placas? (c) ¿Cuál es la carga total inducida en cada una de las caras del dieléctrico?

Resp. (a) 2.08, (b) 45.2 cm2, (c) 5.2 nC.

4. Dos capacitores de capacitancias C1 = 4.0 µF y C2 = 12.0 µF se encuentran conectados en serie y alimentados por una batería de 12.0 V. Se desconectan cuidadosamente sin que se descarguen y se conectan en paralelo uniendo sus lados positivos y sus lados negativos. (a) Calcular la diferencia de potencial a través de cada uno de los capacitores después de ser conectados. (b) Hallar la energía inicial y final almacenada en los capacitores

5. Un capacitor de 2.0 µF se carga a una diferencia de potencial de 12.0 V y a continuación se desconecta de la batería. (a) ¿Cuánta carga tienen sus placas? (b) Cuando se conecta un segundo capacitor (inicialmente sin cargar) en paralelo a este capacitor, la diferencia de potencial disminuye hasta 4.0 V. ¿Cuál es la capacitancia del segundo capacitor?

Resp. (a) 24.0µ C, (b) 4.0 µF.

6. Un capacitor de 0.30 µF se conecta en serie al paralelo de los capacitores de 1.0 µF y 0.25 µF. La combinación está conectada a una batería de 10.0 V. Calcular (a) la capacitancia equivalente, (b) la carga en cada uno de los capacitores, y (c) la energía total almacenada.

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