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PROBLEMA RESUELTO No 3
Se carga a 1000 voltios un condensador de 20 µF y se desconecta del generador de
voltaje. Luego, los términos de este condensador se conectan a los de otro condensador
de 5µF
que inicialmente se encontraba descargado. Calcular a) La carga eléctrica
inicial del sistema, b). La caída de potencial en cada condensador al final del proceso,
c). Las energías inicial y final.
Usaremos la siguiente notación:
q : carga del sistema, C1 = 20µF ,
C 2 = 5µF ,
V ' = voltaje al final del proceso;
a)
Ei , E f : las energías al comienzo y al final del proceso
V = 1000 voltios,
q = VC1
q = 1000V × 20µF = 0.02coul : cons tan te
b) Como los dos condensadores están conectados en paralelo, la capacitancia total del
sistema es C = C1 + C 2
C = 25µF
Al final del proceso los dos condensadores quedan a una diferencia de potencial
dada por V ' =
V '=
q
C
0.02 coul
= 800 voltios
25µF
Que es considerablemente menor que el voltaje inicial V que era 1000 voltios
c)
q 2 (0.02 coul )2
=
= 10 J
Ei =
2C1
2 × 20 µF
Ef =
q 2 (0.02 coul )2
=
= 8.88 J
2C
2 × 25µF
En el proceso de conectar un condensador cargado a otro descargado se produce una
corriente eléctrica, y esta corriente produce radiación y/o calor en los alambres. La
diferencia Ei − E f '= 1.12 J es la energía de la radiación y/o la energía calorífica.