Fisica Siglo XXI

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Revista de Fisica realizada por alumnos del 5to año del CBA Ruben Barboza, Vicencio Di Ottobre y Andres Gomez

Text of Fisica Siglo XXI

  • Problemas de: Campo Elctrico, Potencial Elctrico y Capacitancia.

    Rubn Barboza, Vicencio DiOttobre, Andrs Gmez

  • Solucionario de Fsica

    Problema Dos Cargas puntuales q1 y q2 estan sobre una lnea recta, como se muestra en la figura. Determine la intensidad del campo electrico en el punto.

    1

    Cam

    po E

    lct

    rico

    Datos

    q1= 6Mc = 6x10 q2= -5Mc = -5x10 ET= ? K= 9x109 Nxm2/C2

    Frmula

    Razonamiento Se utiliza la frmula E=K.q1 r

    Dibujo

    Calcular

    Respuesta: ____________________________________.

    5cm 3cm

    P q1=6Mc q2=5Mc

    -6

    -6

    1 2

    E1=K.q1 = 9x10 M/M . 6x10 C = 21.600.000 r (0,05m) 1 2 2

    9 -6

    con q1 y se utiliza la misma formula pero se cambia q1 a q2 y luego de tener los dos resultados se suman y se consigue ET. Para la la distancia se usa para E1, d1 y para E2, d2

    E2 = 9x10 M/M . (-5x10 C) = 50.000.000 (0,03m) 2

    9 -6

    ET = E1 + E2

    ET = 71.600.000

  • Solucionario de Fsica

    Problema Determine la intensidad y la direccin del campo elctrico en el punto P.

    2

    Cam

    po E

    lct

    rico

    Datos

    q1= 2 Nc = 2x10 q2= 4 Nc = 4x10 d1= 4cm d2= 7cm K= 9x109 Nxm2/C2

    Frmula

    Razonamiento Se utiliza (2) con q1 y con q2, los resultados se suman y se saca la raz, luego se saca la tangente con los resultados de E1 y E2.

    Dibujo

    Calcular

    Respuesta: ____________________________________.

    -6

    -6

    7cm

    q2=4Nc

    q1=2Nc

    4cm E2

    E1 EN

    (2) (1)

    E1=9x10 . 2x10 = 11.250.000 N/C 0.04

    9 -6

    E2=9x10 . 4x10 = 7.346.938,77 N/C 0.07

    9 -6

    EN = (11.250.000) + (7.346.938) = 13.436.517,75 N/C

    Tg = 7346 . 938,77 11250000

    33,14

  • Solucionario de Fsica

    3

    Pot

    enci

    al E

    lct

    rico

    Datos

    Frmula

    Razonamiento Primero se consigue la distancia que hay entre C y A despejando la hipotenusa en al formula del coseno. Ya con la hipotenusa se aplica Pitgoras despejando el cateto desconocido. Al tener todas las distancias se consigue Vc-a y Vd-a se suman y conseguimos VA. Para conseguir VB se hace lo mismo pero en vez de usar coseno se usa la ley del seno y se despeja hipotenusa otra vez luego Pitgoras para el cateto desconocido y por ultimo Vc-b y Vd-b se suman y conseguimos VB.

    Dibujo 3.10

    Calcular

    Respuesta: VA =7650V VB =-2221V VB-VA= -5429V

    7) Calcular VB VA 2221V -7650=-5429V

  • Solucionario de Fsica

    4

    Pot

    enci

    al E

    lct

    rico

    Datos Frmula

    Razonamiento Como tenemos todos los elementos de la formula de potencial hayamos el potencial de A y B sustituyendo trminos por valores Calcular

    Respuesta: VA= 60000V VB= -780000

    Dibujo 3.11

  • Solucionario de Fsica Ejercicio 5 Pagina 83 Cuando una de las placas de un condensador elctrico fijo se carga con 5 microcoulomb, la diferencia de potencial entre las armaduras es de 1000voltios.Calcular la carga que debe suministrarse a otro condensador de capacidad doble que el anterior para que la diferencia de potencial se reduzca a la mitad

    5

    Cap

    acit

    anci

    a

    Datos Frmula

    Razonamiento Conseguimos capacitancia con la formula luego se divide el voltaje entre dos y se multiplica la capacitancia por dos para cumplir con las condiciones del segundo condensador se despeja Q de la formula obteniendo Q =C x V

    Calcular

  • Solucionario de Fsica

    Ejercicio 7 pagina 85

    6

    Cap

    acit

    anci

    a

    Datos

    E0=8,85x10-12 C2/Nxm2 D=1mm C=? Q2000V=? S=? Ke=4.5

    Frmula

    Calcular

    Un condensador plano esta constituido por dos discos circulares iguales de dimetro 40cm separados por un vidrio de espesor 1m. Calcular la capacidad del condensador. B) La carga al someterlo a la diferencia de potencial de 2000V

  • Solucionario de Fsica

    Problema Calcular la diferencia de potencial entre las armaduras de un condensador plano, cuya capacidad es de 5x10 faradios cuando cada armadura tiene una carga de 8x10 Coulombs

    7

    Cap

    acit

    anci

    a

    Datos

    C= 5x10 f q= 8x10 C E0=8,85x10-12 C2/Nxm2

    Frmula

    Razonamiento Se ultiliza la formula de V=Q/C despejada de C=Q/V

    Calcular

    Respuesta: ____________________________________.

    -10 -6

    -10 -6

    V=q = 8x10 C C 5x10 f

    -6 -10

    V = 16000 C/f

  • Solucionario de Fsica

    Problema Un condensador plano esta formado por 2 armaduras cuya area es de 2,6 m2 separados por una distancia 0,8mm. Si la carga de la armadura es de 25x10 . Calcular la diferencia d epotencial entre ellas.

    8

    Cap

    acit

    anci

    a

    Datos

    Area= 2,6m d= 0,8mm Ke= 1 q= 25x10 V=? E0=8,85x10-12 C2/Nxm2

    Frmula

    Razonamiento Se debe utilizar la formula V=Q/C para conseguir la diferencia de potencial, pero tengo que buscar la capacidad donde uso la formula de C=Eo.S/d donde tengo que buscar S.

    Calcular

    Respuesta: ____________________________________.

    -6

    2

    -6

    C=1 . 8,85x10 . 2,6m = 2,87625x10 8x10

    -12 2 -4

    -8

    V= 25x10 = 8,6x10 C/N.M 2,9x10

    -6 -8

    -2

    8,6x10 C/N.M

  • Solucionario de Fsica

    Problema La carga de cada una de las armaduras de un condensador plano es de 8x10 C y la energia almacenada en el es de 4Joules. Calcular la diferencia de potencial entre dichas armaduras.

    8

    Cap

    acit

    anci

    a

    Datos

    q= 8x10 V=4 Joules E0=8,85x10-12 C2/Nxm2

    Frmula

    Razonamiento Se utiliza la formula V=J/C

    Calcular

    Respuesta: ____________________________________.

    V = Joules = 4 Joules = 500000J/C Couls 8x10 -6

    500000J/C

    -6

    -6

  • Solucionario de Fsica

    10

    Cap

    acit

    anci

    a

    Datos Frmula

    Razonamiento

    Calcular

    Regla de 3

  • Cur

    iosi

    dade

    s Condensador cermico multicapa (MLCC) de gran capacitancia en formato 0402.

    TDK Corporation, empresa representada en Espaa por Anatronic, S.A., ha anunciado un nuevo condensador cermico multicapa (MLCC) en tamao 0402 (IEC) que, con una capacitancia de 0.22 F y una tensin media de 6.3 V, est especialmente indicado para aplicaciones de desacoplo en dispositivos mviles y Smartphones. Gracias a los avances en tecnologa fine-grain y control de microestructura, el material dielctrico del TDK C0402 es un treinta por ciento ms delgado y permite ofrecer el doble de capacitancia en el mismo volumen de otros productos TDK similares. Como consecuencia, el nuevo MLCC de 0.4 x 0.2 x 0.2 mm ayuda a reducir los requerimientos de footprint de montaje y el nmero de componentes, al mismo tiempo que incrementa la fiabilidad. Adems, con el objetivo de hacer uso de todas las caractersticas del material dielctrico, se ha optimizado el proceso de sinterizado. Las tecnologas mejoradas en el desarrollo de este condensador sern aplicadas a otros formatos (para aumentar su capacitancia).

    11