Problemas de condensadores

Problemas de condensadores

1.  Las placas de un capacitor de placas paralelas están separadas por una distancia de 3.28 mm, y cada una tiene un área de 12.2 cm 2.Cada placa tiene una carga con magnitud de 4.35 x 10 -8 C. Las placas están en el vacío. a) ¿Cuál es la capacitancia? b) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas? c) ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico entre las placas?

2.-  Un capacitor de placas paralelas de aire y capacitancia de 245 pF tiene una carga con magnitud de 0.148 µmC en cada placa. Las placas están separadas por una distancia de 0.328 mm. a) ¿Cuál es la diferencia

de potencial entre las placas? b) ¿Cuál es el área de cada placa? c) ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico entre las placas? d) ¿Cuál es la densidad superficial de carga en cada placa?

3.- Un capacitor de placas paralelas de 10.0 mF con placas circulares está conectado a una batería de 12.0 V. a) ¿Cuál es la carga en cada placa? b) ¿Cuánta carga habría en las placas si se duplicara la separación

y el capacitor permaneciera conectado a la batería? c) ¿Cuánta carga habría en las placas si el capacitor se conectara a la batería de 12.0 V después de duplicar el radio de cada placa sin modificar su separación?

4.- Un capacitor está construido con dos cilindros coaxiales de hierro, huecos, uno dentro del otro. El cilindro interior tiene carga negativa y el exterior tiene carga positiva; la magnitud de la carga en cada uno es 10.0 pC. El cilindro interior tiene un radio de 0.50 mm y el exterior de 5.00 mm, y la longitud de cada cilindro es de 18.0 cm. a) ¿Cuál es la capacitancia? b) ¿Qué diferencia de potencial es necesario aplicar para tener tales cargas en los cilindros?

5.- Un capacitor esférico está formado por dos corazas concéntricas, esféricas y conductoras, separadas por vacío. La esfera interior tiene un radio de 15.0 cm y la capacitancia es de 116 pF. a) ¿Cuál esel radio de la esfera exterior? b) Si la diferencia de potencial entre

las dos esferas es de 220 V, ¿cuál es la magnitud de la carga en cada esfera?

6.- a) Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b para el grupo de capacitores conectados como se muestra en la figura adjunta. Utilice los valores C1 = 5.00 µmF, C2 = 10.00µF y C3 = 2.00 µF.

b). Si la diferencia de potencial entre los puntos a y b en la red descrita es de 60.0 V, ¿cuál es la carga almacenada en C3?

[pic 1]

7.-  Un capacitor de placas paralelas separadas por aire tiene una capacitancia de 920 pF. La carga en cada placa es de 2.55 µC. a) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas? b) Si la carga se mantiene

constante, ¿cuál será la diferencia de potencial entre las placas, si la separación se duplica? c) ¿Cuánto trabajo se requiere para duplicar la separación?

8.- Un capacitor de placas paralelas tiene capacitancia C0 = 5.00 pF cuando hay aire entre sus placas. La separación entre las placas es de 1.50 mm. a) ¿Cuál es la magnitud máxima de carga Q que puede colocarse en cada placa si el campo eléctrico entre ellas no debe exceder 3.00 x 104 V/m? b) Se inserta un dieléctrico con

K  = 2.70 entre las placas del capacitor, llenando por completo el volumen entre ellas. Ahora, ¿cuál es la magnitud máxima de carga en cada placa si el campo eléctrico entre ellas no debe exceder 3.00 x 104 V/m?

9.- Dos placas paralelas tienen cargas iguales de signo contrario. Cuando se evacua el espacio entre las placas, el campo eléctrico es E =  3.20 x 105 V /m. Cuando el espacio se llena con un dieléctrico, el campo eléctrico es E = 2.50 x 10 5 V /m. a) ¿Cuál es la densidad de carga en cada superficie del dieléctrico? b) ¿Cuál es la constante dieléctrica?

10.-    Cuando se conecta un capacitor con aire de 360 nF  (1 nF =10 9 F) a una fue te de potencia, la energía almacenada en el capacitor es de 1.85 3 10 -5 J. Mientras el capacitor se mantiene conectado a la fuente de potencia, se inserta un trozo de material dieléctrico que llena por completo el espacio entre las placas. Esto incrementa la energía almacenada en 2.32 x 10-5 J. a) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas del capacitor? b) ¿Cuál es la constante dieléctrica del trozo de material?

11.- Se conecta un capacitor de 12.5 µF a una fuente de potencia que mantiene una diferencia de potencial constante de 24.0 V a través de las placas. Entre las placas se coloca un trozo de material cuya constante dieléctrica es de 3.75 llenando por completo el espacio que hay entre ellas. a) ¿Cuánta energía hay almacenada en el capacitor antes y después de insertar el dieléctrico? b) ¿En cuánto cambia la energía durante la inserción? ¿Aumenta o disminuye?

12 Las unidades de flash electrónicas de las cámaras fotográficas contienen un capacitor que almacena energía para producir el destello. En una de tales unidades, el destello dura (1/675)Seg, con salida media de potencia luminosa de 2.70 x 10 5 W. a) Si la conversión de energía eléctrica en luz tiene una eficiencia del 95% (el resto se convierte en energía térmica), ¿cuánta energía debe almacenarse en el capacitor para obtener un destello? b) El capacitor tiene una diferencia de potencial entre sus placas de 125 V, cuando la energía almacenada es igual al valor calculado en el inciso a). ¿Cuál es la capacitancia?

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