capasitancia

1. ¿Cuál es la densidad de energía en el campo eléctrico de una nube de tormenta, donde el campo eléctrico es E = 2x106 V/m? 

R/= Densidad de energía viene dada por la siguiente fórmula:UE=ε0E22→UE=(8,85 x 10-12C2/N*m2)(2 x 106V/m)22→UE=17,7 J/m3



2. Dos capacitores, cada uno de 4μF, están conectados en paralelo, y a continuación hay un tercer capacitor de 6μF conectado en serie conlos dos primeros .¿Cuál es la capacitancia total de esta combinación?

R/= Por definición tenemos que:

Cp=4μF+4μF→Cp=8μF
1CT=18μF+16μF→1CT=724→CT=247μF

3. Dos capacitores idénticos vacíos,cada uno con capacitancia C0, se conectan en serie. Ambos se llenan con un material de constante dieléctrica K = 2. ¿Cuál es la capacitancia final total de la combinación en serie? ¿Cuál es lacapacitancia final total si ahora se conectan en paralelo?

R/= La carga de cada capacitor será:

C=C0K ; como K=2, entonces C=2C0

Conectados en serie tenemos:
1CT=12C0+12C0→1CT=1C0→CT=C0Conectados en paralelo tenemos:
CT=2C0+2C0→CT=4C0

4. El poliestireno tiene una intensidad eléctrica de 24x106V/m, y la del nailon es de 14x106 V/m. se desea tener un capacitor de 1μF, de placas paralelas,que pueda resistir 25V. ¿Cuál es el área mínima con la que
puede lograrse lo anterior con cada material?

R/= Para condensadores de placas paralelas tenemos:

∆Vmax=Emax*d→d=∆VmaxEmax , siendo dla separación entre placas

Para el poli estireno:
d=25V24 x 106V/m→d=1,04 x 10-6 m

El área de las placas será:
A=C*dK*ε0→A=1 x 10-6F(1,04 x 10-6m)2,56(8,85 x 10-12C2/N*m2)→A=4,6 x 10-2 m2Para el nylon:
d=25V14 x 106V/m→d=1,785 x 10-6 m

El área de las placas será:
A=C*dK*ε0→A=1 x 10-6F(1,785 x 10-6m)3,4(8,85 x 10-12C2/N*m2)→A=5,93 x 10-2 m2


5. Dos capacitores idénticos, conC0=2μF, están conectados en serie, están vacíos y se conectan brevemente a una diferencia de potencial de V = 9V. Después de cargarlos, se desconectan de la diferencia de potencial y se aíslan...