EJERCICIOS DE POTENCIAL ELECTRICO 1

EJERCICIOS DE POTENCIAL ELECTRICO
1. Determinar el valor del potencial eléctrico creado por una carga puntual q1=12 x 10-9 C en
un punto ubicado a 10 cm. del mismo como indica la figura
2. Dos cargas puntuales q1=12 x 10-9 C y q2=-12 x 10 -9 C están separadas 10 cm. como
muestra la figura. Calcular la diferencia de potencial entre los puntos ab, bc y ac.
3. Determine el potencial eléctrico a 9cm de un cuerpo puntual cuya carga eléctrica es de
-9μC.
4. Determine el potencial eléctrico existente en el punto P indicado en la figura, que se debe a
la existencia de dos cuerpos puntuales de cargas q1=-4μC y q2=2μC respectivamente. Entre
las cargas hay una distancia de 2 cm y entre el punto p y la carga q1 la distancia es de 1cm
p
1cm
q1
q2
5. Una partícula cuya carga eléctrica es de 2μC está ubicada en el origen de un sistema de
coordenadas cuyas dimensiones son centímetros. Un segundo cuerpo puntual es ubicado
en el punto (100, 0,0). Si su carga eléctrica es de -3μC, ¿en que punto del eje x el potencial
eléctrico es nulo?
6. Un campo eléctrico uniforme de valor 200 N/C tiene la dirección x positiva. Se deja en
libertad una carga puntual Q=3mC inicialmente en reposo y ubicada en el origen de
coordenadas.
a.
¿Cuál es la energía cinética de la carga cuando está en la posición x=4m?
b.
¿Cuál es la variación de energía potencial eléctrica de la carga desde x=0m
hasta x=4m?
c.
¿Cuál es la diferencia de potencial V(4m) - V(0m)?
7. Un campo eléctrico uniforme de 25 v/m de magnitud está dirigido en la dirección x
positiva. Una carga de 12uc se mueve desde el origen hacia el punto (x , y) = (20cm,50cm).
a. ¿Cuál fue el cambio de la energía potencial de esta carga?
b. ¿a través de qué diferencial de potencial se movió la carga?
8. La diferencia de potencial entre 2 puntos de un campo eléctrico es de 500 V. Calcular el
trabajo que hay que realizar para transportar una carga de 25*10-6 Coulomb
9. Una varilla de longitud L es situada en el eje x entre x=0y x=a. L tiene una densidad lineal
de carga =x donde es una constantes positiva calcular el potencial eléctrico en los puntos
P1_(x=2L,y=0) y P2_(x=a 0 y =a L).
10. Hallar el potencial eléctrico dentro de un aro metálico en el centro de este. La densidad de
carga del aro es constante
11. Considere dos puntos en un campo eléctrico. el potencial en p1 es v1=-30 v, y el potencial
en p2 es v2=150 v. ¿cuánto trabajo realiza una fuerza externa al mover una carga q=-4.7
microcoulombs de p1 a p2?
12. Un electrón que se mueve paralelo al eje x tiene una velocidad inicial de 3.7x10 a la6 m/s
en el origen. su velocidad se reduce a 1.4x10 a la 5 m/s en el punto x=2.0 cm. Calcular la
diferencia de potencial entre el origen y este punto ¿cuál punto está a mayor potencial?
13. Considere un condensador formado por dos cascarones cilíndricos, rectos, coaxiales e
infinitos, y de radios a y b, como muestra la figura. Considere un trozo de longitud L y halle
su capacitancia C.
14. Calcule la capacitancia de un condensador formado por dos cascarones metálicos esféricos
concéntricos, de radios a y b: Suponemos que el cascaron pequeño tiene carga q y el
grande carga. Deseamos saber la diferencia de voltaje, ya que dividiendo q sobre se
encuentra la capacitancia C.
15. Considere un condensador de placas paralelas, cada una con un área de 0.2 m2 y
separadas una distancia 1cm. A este condensador se le aplica una diferencia de potencial V
= 3000 voltios hasta que el condensador se carga, después de lo cual se desconecta de la
batería y el condensador queda aislado. Luego se llena el condensador con un material
dieléctrico de constante desconocida, y se observa que el potencial disminuye a V’ = 1000
voltios. Calcule:
a. la capacitancia C antes de rellenar el condensador con un material dieléctrico;
b. la carga libre en cada placa, antes y después de rellenar;
c. la capacitancia Cd después;
d. la energía almacenada en el condensador, antes y después;
e. la constante dieléctrica.
16. Un condensador de placas planas paralelas de área A se llena con tres materiales
dieléctricos de constantes K1, K2 y K3, y de espesores d1, d2 y d3, como muestra la figura.
Hallar la capacitancia.
17. Para el condensador del problema anterior:
a. Calcule la energía total contenida en él.
b. Calcule la energía del campo eléctrico en cada uno de los tres materiales
dieléctricos.
c. Sume las tres contribuciones de la respuesta b) y compare con la respuesta a).
18. Se carga a 1000 voltios un condensador de 20 microF y se desconecta del generador de
voltaje. Luego, los terminales de este condensador se conectan a los de otro condensador
de 5 microF 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.
19. Considere el circuito de condensadores que aparecen en la figura y suponga que un voltaje
V se aplica entre los puntos a y b. Calcule el voltaje, la carga y la energía en cada
condensador.
20. .¿Cuál será la capacidad de un condensador formado por dos placas de 400cm2 de
Superficie separadas por una lámina de papel de 1,5mm de espesor cuya constante
dieléctrica es 3,5?
21. Calcular la carga acumulada por un condensador de 100µF al cual se le aplica una ΔV de
40V.
22. 3. Hallar la capacidad equivalente y la carga acumulada por cada condensador del
siguiente circuito.
C1=10000 pF
C2=0,010µF
C1
C2
C5
A
B
C
D
C3=6pF
C4=3x10-9F
C5=3nF
C3
C4
C6
C6=4x10-6µF
E=30V
23. Calcular la superficie de las armaduras de un condensador de 1mF cuyo dieléctrico es un
papel de 0,2mm de espesor. La constante dieléctrica K=4,8.
24. Calcular la capacidad equivalente y la carga acumulada por cada condensador del
siguiente circuito:
C1 = 3µF
C2 = 2000nF
C1
C2
C3
A
B
C
C3 = 6x10-6F
C7
C4 = 15x106pF
C5 = 15x106pF
C4
C5
C6
C6 = 15x106pF
C7 = 12µF
E=100V
25.
26. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los
capacitores C 2 y C 8 c) La diferencia de potencial en los capacitores C 3 y C 7. Las
capacitancias estan en µF.
27. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los
capacitores C 2 y C 8 c) La diferencia de potencial en los capacitores C 3 y C 9. Las
capacitancias estan en µF.
28. Un condensador relleno de aire consta de dos placas paralelas, cada una de área A= 3,5
cm2 separadas de una distancia de d=1,8 mm. Si se aplica una diferencia de
potencial de 30V entre las placas, calcule: a) El campo eléctrico entre las placas. b)
La carga de cada placa. c) La densidad de energía. d) La nueva capacitancia si en la
mitad del espacio entre las placas se introduce papel (K 1 =3,7), y en la otra mitad aceite de
silicón (K2 =2,5).
29. Un condensador de placas paralelas relleno de aire, tiene una capacitancia de 22 µF y es
cargado con una batería de 15 Volt. Si cada placa tiene un área de A= 2 m2 . Calcule: a)
La carga de cada placa. b) El campo eléctrico entre las placas. c) La densidad de energía en
el condensador. d) La nueva capacitancia si se introduce en 1/3 de la distancia de
separación entre las placas polietileno (K1 =2,3), y en los 2/3 restantes de la distancia se
introduce caucho de neopreno (K2 =6,7).
30. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los
capacitores C 2 y C 7 c) La diferencia de potencial en los capacitores C 5 y C 8. Las
capacitancias estan en µF
31. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los
capacitores C 2 y C 7 c) La diferencia de potencial en los capacitores C 5 y C 8. Las
capacitancias estan en µF.
32. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los
capacitores C 2 y C 7 c) La diferencia de potencial en los capacitores C 5 y C 8. Las
capacitancias estan en µF.
33. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los
capacitores C 5 y C 10 c) La diferencia de potencial en los capacitores C 11 y C 3.
Nota: las capacitancias estan en µF.
34. Para el circuito que se muestra a continuación determine el valor de C X en Faradios.