Fisica

UNIVERSIDAD DE ANTOFAGASTA
DEPARTAMENTO DE FISICA
FISICA II CARRERA INGENIERIA PLAN COMUN
GUIA DE EJERCICIOS N° 3.- AÑO 2006



DIELECTRICOS .

1.- Se coloca sobre dos placas metálicas paralelas de 100 cm 2 de área , cargas iguales y opuestas de8,9 10 – 7 C . Al colocar un material dieléctrico , llenando completamente el espacio entre las placas , el campo eléctrico es 1,4 10 6 N / C entre ellas .(a ) Determine la constante dieléctrica del material . (b) Calcule la carga de polarización en cada superficie del dieléctrico . Rp : (a) 7,18 (b) 10 –7 C .


2.-(a) ¿Cuál es la capacidad de uncondensador de placas paralelas cuadradas , que miden 5 cm de lado y que tienen un espacio entre ellas de 0,2 mm , el cual está lleno con teflón , cuya constante dieléctrica es 2,1? . (b) ¿Qué voltaje máximo puede soportar este condensador , sin que se produzcan descargas ,si su resistencia dieléctrica es 6·107 V/m? (c) Qué energía máxima puede almacenar este condensador? Rp :(a) 232 pF
(b) 12.000 volt ( c ) 1,4 ·10 –6 J .

3.- Una oblea de óxido de Titanio, cuya constante dieléctrica es 173, tiene un área de 1 cm2 y un espesor de 0,1 mm. Se evapora aluminio sobre las caras paralelas para formar un condensador de placas paralelas.(a) Calcular la capacidad. (b) Si el condensador se carga con una fuente de 12 volt, ¿Cuál es la carga en cada placa?. (c)Determinar las densidades de carga superficial libre en la placa y de polarización en el dieléctrico. (d) ¿Cuál es el campo eléctrico? (e) Calcule la energía almacenada en el condensador.

4.- Se tiene un condensador formado por dos cascarones esféricos , metálicos, concéntricos ,de radios R y 3R respectivamente . Si se coloca una carga + Q en la esfera interior y el espacio entre loscascarones se llena completamente con un dieléctrico de constante K , determinar a) La carga de polarización sobre la superficie del dieléctrico de radio 3R .(b) El vector E a una distancia 2R del centro (c) El vector D en r = 2R (d) El vector P en r = 2R (e) La energía almacenada en el dieléctrico entre 2R y 3R .
Rp : (a) Q p = (b) (c) (d)
(e) U =

5.- Un condensador de placasparalelas se encuentra cargado y aislado , siendo V1 la diferencia de potencial entre sus placas .Si una lámina dieléctrica de constante dieléctrica K se introduce entre las placas llenando completamente el espacio entre ellas ,calcular (a) La nueva diferencia de potencial V2 . (b) La energía almacenada ,antes y después de insertar la lámina . (c) Comparando las energías obtenidas , ¿Qué puededecir de las fuerzas electrostáticas que actúan sobre la lámina dieléctrica? .
Rp : (a) V 2 = (b) U antes = 1 / 2 C 1 ; U Después = ( U antes ) / K
(c ) Las fuerzas empujan el dieléctrico hacia el interior del condensador .

6.- Un condensador esférico , de radios “a” y “c” es llenado con dos dieléctricos de constantes K1 y K2 ,tal como muestra la figura . Si en la esferainterior se coloca una carga Q , calcular: (a) D 1 y D 2 (b) E 1 y E 2 (c) La capacidad de sistema .
Rp : (a) = ; D2 =
(b) E 1= ; E 2 =
(c) C =

7.- Un condensador cilíndrico coaxial , de radios a y c , ( a  c ) y largo L, está lleno en su interior con dieléctricos de constantes K 1 y K 2 , tal como se muestra en la figura . Una carga Qse coloca en la placa interior del condensador. Considerar b = 2a , c = 3a .Calcular (a)La diferencia de potencial entre las placas del condensador . (b) La carga de polarización en la superficie del dieléctrico en contacto con el conductor de radio “a” .(c) El vector desplazamiento en cada dieléctrico .

8.- Un trozo de dieléctrico se introduce parcialmente entre las dos placas de un...