Condensadores

Física Grado en Ingeniería de la Energía
Curso 2011 2012

Hoja 11 Condensadores

1.

Una esfera conductora tiene un potencial en su superficie de 2.000 V cuando recibe una carga de +2 10-8 C.Calcular: a) el radio de la esfera; b) su capacidad eléctrica; c) la energía acumulada en la esfera. -5 Sol.: a) 9 cm; b) 10 pF; c) 2 10 J. Un condensador plano de 60 F está cargado a 12 V. (a) ¿Cuáles la carga del condensador?; (b) ¿Cuánta energía almacena el condensador? Una vez desconectado de la batería, se incrementa la separación de sus placas de 2,0 mm a 3,5 mm. (c) ¿En cuánto seincrementa la energía almacenada en el condensador?
Sol.: (a) 720 C; (b) 4320 J; (c) 3240 J.

2.

3.

Un condensador plano se carga mediante una diferencia de potencial V y una vez cargado se desconectade la batería y se mantiene aislado. Si duplicamos la distancia entre sus placas, justifica si es cierto o falso: a) La capacidad del condensador se reduce a la mitad. b) La carga del condensador seduplica. c) La diferencial de potencial entre sus placas se duplica d) La energía del condensador se duplica. Sol.: a) , c) y d) ciertas; b) falsa Un condensador de placas paralelas tiene unacapacidad C 0 y una separación entre placas d. Se insertan entre las placas dos láminas dieléctricas de constantes r1 y r2 cada una de espesor d/2 y de igual área que las placas. Cuando la carga libre sobrelas placas es Q, hallar: a) El campo eléctrico en cada uno de los dieléctricos. b) La diferencia de potencial entre las placas. c) Demostrar que la nueva capacidad viene dada por C = 2C0 r1 r2/( r1 +r2). d) Comprobar que este sistema puede considerarse como dos condensadores de espesor d/2 conectados en serie. Sol.: a) E1 = Q/C0 r1d; E2 = Q/C0 r2d ; b) V = Q( r1 + r2)/2C0 r1 r2. Un condensadorplano, formado por dos armaduras cuadradas de lado a, se sumerge parcialmente en un baño de aceite (de constante dieléctrica r = 4,5) hasta una altura b. Calcular la proporción b/a de condensador...