1.-Se conecta un condensador plano-paralelo de área S=0.07 m2 de cada placa, dd=0.75 mm, separación entre las placas a una batería de V0=10 V. Calcular la capacidad , la carga q0 de las placas del condensador y la energía U0.
Esta es la situación inicial (primera figura).
La situación final puede ser alguna de las siguientes:
Segunda figura: Se desconecta el condensador de la batería y se introduce un dieléctrico de constante k=2 que llena completamente el espacio entre las placas. Calcular la capacidad C, la carga q, la diferencia de potencial entre las placas y la energía U del condensador.
Tercera figura: El condensador con dieléctrico se mantiene conectado a la batería. Calcular la capacidad C, la carga q de las placas y la energía U del condensador.
Cuarta figura: Se desconecta el condensador de la batería y se separan las placas del condensador vacío a d=1 mm. Calcular la capacidad C, la carga q, la diferencia de potencial entre las placas y la energía U.
1.-Deducir de forma razonada la fórmula de la capacidad de un
condensador formado por dos superficies esféricas concéntricas de radio
interior a y radio exterior b, cargadas con +Q y –Q respectivamente.
Calcular la capacidad de un condensador esférico de a=5
cm, b=8 cm.
Supongamos ahora, que este condensador cargado con 6μC se une a otro inicialmente descargado de radios a=4 cm
y b=10 cm.
Determinar la carga de cada condensador después de la unión,
el potencial común y la variación de energía en el proceso
2.-Deducir de forma razonada la fórmula de la capacidad de un condensador
cilíndrico formado por dos armaduras consistentes en láminas conductoras coaxiales
de longitud d, y radios a (interior) y b (exterior). Las
armaduras están cargadas con +Q y –Q respectivamente
Calcular de la capacidad de un condensador cilíndrico de radio interior a=
3 cm, exterior b=5 cm. y longitud d=30 cm.
Supongamos ahora, dos condensadores idénticos que se conectan en paralelo,
cargándose a una diferencia de potencial de 100 V, después de lo cual se aíslan
de la batería. A continuación, se introduce en uno de los condensadores un
dieléctrico (k=3) que llena completamente el espacio entre las placas.
Calcular:
La carga de cada condensador antes y después de introducir
el dieléctrico.
La diferencia de potencial después de introducir el
dieléctrico
La energía de cada condensador antes y después de
introducir el dieléctrico
4.-En la figura se representan cuatro condensadores C1,
C2, C3, C4, de idéntica forma y
dimensiones. El primero tiene por dieléctrico el aire (k=1), el segundo
parafina (k=2.3), el tercero azufre (k=3) y el cuarto mica (k=5),
respectivamente. Calcular:
La diferencia de potencial entre las armaduras de cada uno de los
condensadores
6.-Conectamos un condensador de
capacidad C, una resistencia R, y una batería de f.e. m. V0 en
serie. La carga se incrementa con el tiempo de acuerdo a la siguiente ecuación
Sea un condensador de C=1.6 μF,
una resistencia de R=58 KΩ y
una batería de V0=14V. Se empieza a contar el tiempo cuando
se cierra el interruptor
Cuál es la carga máxima del condensador y la energía
acumulada
¿Cuánto vale la intensidad de la corriente en el instante t=60
ms?
¿Cuánta energía se ha disipado en la resistencia y cuánta
energía ha aportado la batería durante el proceso de carga?