PRÁCTICA 2-2012

Universidad Privada del Valle
Física General III
PRÁCTICA #2
Dieléctricos y condensadores
1. Un condensador que consta de dos placas paralelas muy cerca una de otra. Si tiene en el
vacío una capacidad de 1000pF. la carga sobre cada placa es de 1.0C. (a) ¿Cuál es la
diferencia de potencial entre las placas? (b) ¿Suponiendo que la carga se mantiene
constante, ¿cuál será la diferencia de potencial entre las placas si la separación entre las
mismas se duplica?
2. Se desea construir un capacitor de placas paralelas usando goma como dieléctrico. Ésta
goma tiene una constante dieléctrica de 3.0 y una tensión de ruptura de 20 MV/m. El
capacitor debe tener una capacidad de 0.15µF y debe soportar una diferencia de potencial
máxima de 6000V. ¿Cuál es el área mínima que deben tener las placas del condensador?
3. Un condensador de 100 ηF está conectado a una batería de 50.0 V. Se desconecta de la
batería y se conecta en paralelo con otro condensador. Se conecta, a continuación, un
voltímetro entre sus placas, y se mide una diferencia de potencial de 35.0V. Calcular la
capacidad del segundo condensador.
4. En la disposición de capacitores de la figura C1=3.0µF, C2=2.0µF, C3=4.0µF. El voltaje aplicado
entre los puntos a y b es de 30 V. Hallar la carga y la diferencia de potencial de cada
capacitor.
C2
a
C1
b
C3
5. Si se dispusiera de varios condensadores de 2.0µF, cada uno de ellos capaz de resistir 200
Volts sin romperse el dieléctrico, ¿Cómo se podrían combinar? para tener capacidades
equivalentes a (a) 0.4 µF, o bien, (b) 1.2 µF, con la condición de que ambos puedan resistir
1000Volts.
6. Las armaduras de un condensador plano tienen una superficie de 10 cm2, y están separadas
2.0mm. El condensador se carga con una batería de 9.0 V, y después se desconecta de la
batería. A continuación se coloca una placa de material dieléctrico, de espesor 1.0 mm, y de
constante dieléctrica K=2.0, pegada a una de sus armaduras. Calcular a) la carga del
condensador, b) la capacidad del condensador con el dieléctrico, c) la distancia adicional que
deben separarse las armaduras del condensador después de introducir el dieléctrico para
que su capacidad sea la misma que tenía antes de introducir el dieléctrico.
7. Dos capacitores cuando están conectados en paralelo dan una capacidad equivalente de 9pF
y cuando están conectados en serie dan una capacidad equivalente de 2pF. ¿Cuál es la
capacidad de cada condensador?
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Física General III
8. Determinar la capacidad equivalente de la combinación de condensadores siguiente:
3C
2C
5C
3C
2C
9. Un condensador plano, en el cual el área de cada placa es de 6.20x10-3m2, está lleno de mica
cuya constante dieléctrica es 6.00. La distancia entre las placas es de 2.00 mm Determinar: a)
la capacidad eléctrica del condensador b) la diferencia de potencial en las placas c) la
intensidad del campo en él d) la fuerza de atracción mutua de las placas, si la carga en cada
una de ellas es igual a 4.00x10-8C.
10. Un trozo dieléctrico se introduce parcialmente entre las placas de un condensador de placas
cuadradas paralelas de lado L, como se muestra en la figura. Calcular en función de x la
capacidad del sistema. Suponer que el potencial aplicado es constante. (Sugerencia se puede
considerar el sistema como dos capacitores en paralelo)
a
O
x
X
11. . Demostrar que la capacidad del sistema de la figura es igual a:
𝐶 = [𝜅1 +
2𝜅2 𝜅3 𝐴𝜀0
] ,
𝜅2 +𝜅3 2𝑑
donde A es el área de las placas. Considerar que el problema puede
resolverse suponiendo que se trata de una combinación serie-paralelo de varios
condensadores.