Lista de Problemas Capacitores y Dieléctricos
Páginas: 5 (1190 palabras)
Publicado: 16 de enero de 2016
CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS (1)
1. Calcule la capacitancia equivalente de la configuración que se muestra en la figura. Todos los capacitares son idénticos con una capacitancia C.
2. Cuatro capacitores están conectados como se muestra en la figura. (a) Encuentre la capacidad equivalente entre los puntos a y b. (b) Calcule la carga de uno de los capacitares si ΔVab = 15 V.
3. Considere elcircuito que se muestra en la figura, donde C1 = 6 μF, C2 = 3 μF y ΔV = 20 V. Primero se carga el C1, cerrando en interruptor S1. Después este interruptor es abierto, y el capacitor cargado se conecta al otro capacitor descargado cerrando S2. Calcule la carga inicial adquirida por C1, así como la carga final en cada un de los capacitores.
4. Un capacitor de placas paralelas se construye utilizandotres materiales dieléctricos, como en la figura. (a) Encuentre una expresión para la capacitancia del dispositivo en términos de A, d, k1, k2 y k3. (b) Calcule la capacitancia utilizando los valores A = 1 cm2, d = 2 mm, k1 = 4,9, k2 = 5,6 y k3 = 2,1.
CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS (2)
5. Un capacitor de placas paralelas vertical está lleno a la mitad con un dieléctrico para el cual la constantedieléctrica es 2. Cuando este capacitor se pone horizontalmente, ¿Qué fracción del mismo debe llenarse con el mismo dieléctrico con el fin de que los dos capacitares tengan igual capacitancia?
6. Una placa conductora de espesor d y área A se inserta dentro del espacio entre las placas de un capacitor de placas paralelas con espaciamiento s y área superficial A, como en la figura. ¿Cuál es lacapacitancia del sistema?
7. Calcule la capacitancia equivalente entre los puntos a y b de la figura. Observe que no se trata de una combinación simple en serie o en paralelo. (Sugerencia: suponga una diferencia de potencial ΔV entre los puntos a y b. Escriba expresiones para ΔVab en función de las cargas y las capacitancias para las diferentes trayectorias posibles desde a hasta b, y conserve lacarga en aquellas placas de capacitor que están conectadas entre sí ).
8. Un cascarón esférico conductor tiene radios interior a y exterior c. El espacio entre las dos superficies se llena con un dieléctrico para el cual la constante dieléctrica es k1 entre a y b, y k2 entre by c. Determine la capacitancia de este sistema.
CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS (3)
9. Para el sistema de capacitares que semuestran en la figura, determine (a) la capacitancia equivalente del sistema, (b) la carga suministrada al sistema (c) la carga de cada capacitor, (d) el potencial aplicado a cada capacitor, (e) la energía almacenada en cada capacitor y (f) la energía total almacenada por el conjunto.
10. Cada capacitor de la combinación que se muestra en la figura tiene un voltaje de ruptura de 15 V. ¿Cuál es elvoltaje de ruptura de la combinación?
11. Determine la capacitancia equivalente de la combinación que se muestra en la figura. (Sugerencia: utilice la simetría involucrada).
12. (a) Si una gota de líquido tiene una capacitancia de 1 pF, ¿cuál es su radio? (b) Sim otra gota tiene un radio de 2 mm, ¿cuál es su capacitancia? (c) ¿cuál es la carga sobre la gota más pequeña si su potencial es de100 V?
13. Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b en la combinación de capacitores que se muestra en la figura.
CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS (4)
14. La figura muestra seis esferas conductoras concéntricas, A, B, C, D, E y F, que tienen radios R, 2R, 3R, 4R, 5R y 6R, respectivamente. Las esferas B y C están conectadas mediante un alambre conductor del mismo modo que lasesferas D y E. Determine la capacitancia equivalente del sistema.
15. Partiendo de dos placas cuadradas de lados l y con una separación d se fabrica un capacitor. En dicho capacitor se inserta un material de constante dieléctrica k, a cierta distancia x como se muestra en la figura. Suponga que d es mucha más pequeña que x. (a) Determine la capacitancia equivalente del dispositivo. (b) Calcule la...
1. Calcule la capacitancia equivalente de la configuración que se muestra en la figura. Todos los capacitares son idénticos con una capacitancia C.
2. Cuatro capacitores están conectados como se muestra en la figura. (a) Encuentre la capacidad equivalente entre los puntos a y b. (b) Calcule la carga de uno de los capacitares si ΔVab = 15 V.
3. Considere elcircuito que se muestra en la figura, donde C1 = 6 μF, C2 = 3 μF y ΔV = 20 V. Primero se carga el C1, cerrando en interruptor S1. Después este interruptor es abierto, y el capacitor cargado se conecta al otro capacitor descargado cerrando S2. Calcule la carga inicial adquirida por C1, así como la carga final en cada un de los capacitores.
4. Un capacitor de placas paralelas se construye utilizandotres materiales dieléctricos, como en la figura. (a) Encuentre una expresión para la capacitancia del dispositivo en términos de A, d, k1, k2 y k3. (b) Calcule la capacitancia utilizando los valores A = 1 cm2, d = 2 mm, k1 = 4,9, k2 = 5,6 y k3 = 2,1.
CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS (2)
5. Un capacitor de placas paralelas vertical está lleno a la mitad con un dieléctrico para el cual la constantedieléctrica es 2. Cuando este capacitor se pone horizontalmente, ¿Qué fracción del mismo debe llenarse con el mismo dieléctrico con el fin de que los dos capacitares tengan igual capacitancia?
6. Una placa conductora de espesor d y área A se inserta dentro del espacio entre las placas de un capacitor de placas paralelas con espaciamiento s y área superficial A, como en la figura. ¿Cuál es lacapacitancia del sistema?
7. Calcule la capacitancia equivalente entre los puntos a y b de la figura. Observe que no se trata de una combinación simple en serie o en paralelo. (Sugerencia: suponga una diferencia de potencial ΔV entre los puntos a y b. Escriba expresiones para ΔVab en función de las cargas y las capacitancias para las diferentes trayectorias posibles desde a hasta b, y conserve lacarga en aquellas placas de capacitor que están conectadas entre sí ).
8. Un cascarón esférico conductor tiene radios interior a y exterior c. El espacio entre las dos superficies se llena con un dieléctrico para el cual la constante dieléctrica es k1 entre a y b, y k2 entre by c. Determine la capacitancia de este sistema.
CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS (3)
9. Para el sistema de capacitares que semuestran en la figura, determine (a) la capacitancia equivalente del sistema, (b) la carga suministrada al sistema (c) la carga de cada capacitor, (d) el potencial aplicado a cada capacitor, (e) la energía almacenada en cada capacitor y (f) la energía total almacenada por el conjunto.
10. Cada capacitor de la combinación que se muestra en la figura tiene un voltaje de ruptura de 15 V. ¿Cuál es elvoltaje de ruptura de la combinación?
11. Determine la capacitancia equivalente de la combinación que se muestra en la figura. (Sugerencia: utilice la simetría involucrada).
12. (a) Si una gota de líquido tiene una capacitancia de 1 pF, ¿cuál es su radio? (b) Sim otra gota tiene un radio de 2 mm, ¿cuál es su capacitancia? (c) ¿cuál es la carga sobre la gota más pequeña si su potencial es de100 V?
13. Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b en la combinación de capacitores que se muestra en la figura.
CAPACITORES Y DIELÉCTRICOS (4)
14. La figura muestra seis esferas conductoras concéntricas, A, B, C, D, E y F, que tienen radios R, 2R, 3R, 4R, 5R y 6R, respectivamente. Las esferas B y C están conectadas mediante un alambre conductor del mismo modo que lasesferas D y E. Determine la capacitancia equivalente del sistema.
15. Partiendo de dos placas cuadradas de lados l y con una separación d se fabrica un capacitor. En dicho capacitor se inserta un material de constante dieléctrica k, a cierta distancia x como se muestra en la figura. Suponga que d es mucha más pequeña que x. (a) Determine la capacitancia equivalente del dispositivo. (b) Calcule la...
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