Ejemplos De Capacitores

EJEMPLO 1: Un capacitor relleno de papel
Las placas de un capacitor de placas paralelas miden 2 cm. * 3cm. y están separadas por un
papel de espesor de 1.0 mm a) Determine la capacitancia de estedispositivo.
Solución Puesto que k = 3.7 para el papel, obtenemos
C = kA / d = 3.7(8.85 * 10^-12 C²/N m²) (6 * 10^-4 m² / 1 * 10^-3m)
= 20 * 10^-12 F = 20pF
b) ¿Cuál es la carga máxima que puede tenerel capacitor?
Solución A partir de la tabla vemos que la resistencia dieléctrica del papel es 16 * 10^6
V/m. Puesto que el espesor del papel es 1.0 mm, el máximo voltaje que puede aplicarse
antes dela ruptura dieléctrica es
Vmáx = Emáx d = (16 * 10^6 V/m)(1 * 10^-3 m) = 16 * 10^3 V
Por lo tanto, la carga máxima es
Qmáx = CVmáx = (20 * 10^-12 F )(16 * 10^3 V) = 32 C
Ejercicio ¿Cuál es la máximaenergía que puede almacenarse en el capacitor?
Respuesta 2.5 * 10^-3 J

EJEMPLO 2: La molécula de agua (H2O)
La molécula de agua tiene un momento dipolar de 6.3  10^-30 C m. Una muestra contiene
10^21moléculas de este tipo, cuyos momentos de dipolo están orientados es su totalidad en
la dirección de un campo eléctrico de 2.5 10^5 N/C. ¿Cuánto trabajo se requiere para girar
los dipolos a partirde esta orientación ( hasta una en la cual todos los momentos
son perpendiculares al campo (?
Solución El trabajo necesario para girar una molécula en  es igual a la diferencia deenergía potencial entre la orientación de 90 y la orientación de 0. Con la ecuación se
obtiene
W = U90 - Uo = (- pEcos 90) - (- pEcos 0) = pE= (6.3  10^-30 C m)(2.5 10^5 N/C)

= 1.6  10^-24 JPuesto que hay 10^21 moléculas en la muestra, el trabajo total requerido es
Wtotal = (10^21)(1.6  10^-24 J) = 1.6  10^-3 J

EJEMPLO 3: El capacitor cilíndrico
Un conductor cilíndrico de radio a ycarga Q es coaxial con un cascarón cilíndrico más
grande de radio by carga -Q. Encuentre la capacitancia de este capacitor cilíndrico si su
longitud es l.
Razonamiento y solución Si suponemos que les...