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? Universidad Privada del Valle 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.