PRACTICA N 2CAPACITORES Y DIELCTRICOS,

1.- El capacitor de la fig. Tiene una capacitancia de 26.0 e inicialmente es descargado. La batera suministra 125 V. Despus de haber cerrado el interruptor s durante un periodo largo. Cunta carga habr pasado por la batera B?

2.- Dos lminas de hoja de aluminio tienen una separacin de 1.20 mm, una capacitancia de 9.70pF, y estn cargadas a 13.0 V. a) Calcule el rea de la placab) La separacin disminuye ahora en 0.10mm mantenindose la carga constante. Determine la nueva capacitancia.c) En cunto cambia la diferencia potencial? Investigue y explique como podra construirse un micrfono utilizando este principio.

3.- En la fig. Siguiente, halle la capacitancia equivalente de la combinacin. Suponga que: C1=10.3, C2=4.80 y C3=3.90

4.- En la fig. Siguiente se muestra un capacitor variable de aire del tipo empleado para sintonizar aparatos de radio. Estn conectadas entre s placas alternadas, un grupo fijo posicin y en el otro con posibilidad de rotacin. Considere un grupo de n placas de polaridad alterna, cada una de ellas con un rea A y separadas de placas contiguas por una distancia d. Determine que este capacitor tiene una capacitancia mxima de C

5.- Halle la capacitancia equivalente entre los puntos x-y en la fig. Suponga que C2=10F y que los otros capacitores son todos de 4.0F. (Sugerencia: Aplique una diferencia de potencial V entre x-y, y escriba todas las relaciones que contengan a la cargas y las diferencias de potencial en cada uno de los capacitores).

6.- Un capacitor cilndrico tiene radios R1 y R2 como en la fig. Demuestre que la mitad de la energa potencial elctrica almacenada se encuentra dentro de un cilindro cuyo radio es r=

7.- Una lmina de cobre de espesor b se coloca dentro de un capacitor de placas paralelas como se muestra en la Fig.:(a) Cul es la capacitancia despus de haber colocado la lmina? (b) Si se mantiene una carga q en las placas, halle la razn entre la energa almacenada antes de insertar la lmina y despus, (c)Cunto trabajo se realiza sobre la lmina cuando se inserta? (d) Se tira de la lmina o tiene sta que ser empujada?

8.- Un cascarn esfrico conductor tiene radio interior a y exterior c. El espacio entre las dos superficies se llena con un dielctrico para el cual la constante dielctrica es k1 entre a y b, y k2 entre b y c. Determine la capacitancia de este sistema. Ver Fig. 5.7

9.- Un capacitor de placas paralelas est lleno con dos dielctricos como se muestra en la Fig. Demuestre que la capacitancia est dado por: C. Compruebe esta frmula para todos los casos limitantes que pueda imaginarse. (Sugerencia: Puede justificar el ver este arreglo como si se tratara de dos capacitores en paralelo?)

10.- Un capacitor de placas paralelas est lleno con dos dielctricos como en la Fig. 5.9. Demuestre que la capacitancia est dada por: C

11.- Cul es la capacitancia del capacitor de la Figura?

12.- A small object with a mass of 350 mg carries a charge of 30.0 nC and is suspended by a thread between the vertical plates of a parallel-plate capacitor. The plates are separated by 4.00 cm. If the thread makes an angle of 15.0 with the vertical, what is the potential difference between the plates? Un pequeo objeto con una masa de 350 mg lleva una carga de 30.0 nC y se suspende de un hilo entre las placas verticales de un condensador de placas paralelas. Las placas estn separadas por 4,00 cm. Si el hilo forma un ngulo de 15,0 con la vertical, cul es la diferencia de potencial entre las placas?

13.- Two capacitors C1 = 5 F and C2 = 12.0 F are connected in parallel, and the resulting combination is connected to a 9.00-V battery. (a) What is the value of the equivalent capacitance of the combination? What are (b) The potential difference across each capacitor and (c) The charge stored on each capacitor? Dos condensadores C1 = 5 F y C2 = 12.0 F estn conectados en paralelo, y la combinacin resultante se conecta a una batera de 9,00-V. (a) Cul es el valor de la capacitancia equivalente de la combinacin? Cules son (b) La diferencia de potencial a travs de cada condensador y (c) la carga almacenada en cada condensador?

14.- The two capacitors of Problem 13 are now connected in series and to a 9.00-V battery. Find (a) The value of the equivalent capacitance of the combination, (b) The voltage across each capacitor, and (c) The charge on each capacitor. Los dos condensadores de problema 13 estn conectados en serie y con una batera de 9.00-V. encontrar (a) El valor de la capacitancia equivalente de la combinacin, (b) El voltaje a travs de cada condensador, y (c) La carga de cada condensador.

15.- Consider the circuit shown in Figure, where C1 = 6.0 F; C2 = 3.0 F and _V = 20.0V. Capacitor C1 is first charged by the closing of switch S1. Switch S1 is then opened, and the charged capacitor is connected to the un-charged capacitor by the closing of S2. Calculate the initial charge acquired by C1 and the final charge on each. Considere el circuito de la figura, donde C1 = 6.0 F; C2 = 3.0 F y V = 20.0V. El condensador C1 se carga primero por el cierre del interruptor S1. Interruptor S1 se abre entonces y el condensador cargado se conecta al condensador de un-cargado por el cierre de S2. Calcular la carga inicial adquirida por C1 y la carga final en cada uno.

16.- Plate a of a parallel-plate, air-filled capacitor is connected to a spring having force constant k, and plate b is fixed. They rest on a table top as shown (top view) in Figure. If a charge Q is placed on plate a and a charge Q is placed on plate b, by how much does the spring expand? Placa A de una placa paralela, condensador lleno de aire est conectado a un resorte que tiene fuerza constante k, y la placa B es fija. Ellos descansan sobre una mesa, como se muestra (vista desde arriba) en la figura. Si una carga Q se coloca en el plato una y una carga Q se coloca en la placa b, por lo mucho que se expande la primavera?

17.- A parallel-plate capacitor in air has a plate separation of 1.50 cm and a plate area of 25.0 cm2. The plates are charged to a potential difference of 250 V and disconnected from the source. The capacitor is then immersed in distilled water. Determine (a) The charge on the plates before and after immersion, (b) The capacitance and voltage after immersion, and (c) The change in energy of the capacitor. Neglect the conductance of the liquid. Un condensador de placas paralelas en el aire tiene una separacin de las placas de 1,50 cm y un rea de placa de 25,0 cm2. Las placas se cargan a una diferencia de potencial de 250 V y desconectados de la fuente. El condensador se sumerge luego en agua destilada. determinar (a) la carga en las placas antes y despus de la inmersin, (b) la capacidad y la tensin despus de la inmersin, y (c) el cambio en la energa del condensador. Despreciar la conductancia del lquido.

18.- A conducting spherical shell has inner radius a and outer radius c. The space between these two surfaces is filled with a dielectric for which the dielectric constant is k1 between a and b, and k2 between b and c (Figure). Determine the capacitance of this system. Una cscara esfrica realizacin tiene radio interior ay radio exterior c. El espacio entre estas dos superficies se llena con un dielctrico para la que la constante dielctrica es K1 entre A y B, y K2 entre B y C (Figura). Determinar la capacidad de este sistema.

19.- A parallel-plate capacitor is constructed using three dielectric materials, as shown in Figure. You may assume that >>d. (a) Find an expression for the capacitance of the device in terms of the plate area A and d, k1, k2, and k3. (b) Calculate the capacitance using the values A = 1.0 cm2, d = 2.0 mm, k1 = 4:90; k2 = 5.60, and k3 = 2.10. Un condensador de placas paralelas se construye usando tres materiales dielctricos, como se muestra en la Figura. Usted puede asumir que >> d. (a) Encuentre una expresin para la capacitancia del dispositivo en funcin del rea de la placa A y D, k1, k2, k3 y. (b) Calcular la capacidad utilizando los valores A = 1,0 cm2, d = 2,0 mm, k1 = 4:90; k2 = 5,60, y k3 = 2,10.

20.- Calculate the equivalent capacitance between the points a and b in Figure. Note that this is not a simple series or parallel combination. (Hint: Assume a potential difference V between points a and b. Write expressions for Vab in terms of the charges and capacitances for the various possible pathways from a to b, and require conservation of charge for those capacitor plates that are connected to each other.) Calcular la capacitancia equivalente entre los puntos A y B en la Figura. Tenga en cuenta que esto no es una serie sencilla o combinacin en paralelo. (Sugerencia: Suponga que un potencial? V diferencia entre los puntos ayb Escribe expresiones para Vab en trminos de los cargos y las capacidades de las diversas vas posibles de A a B, y requieren de conservacin de la carga para esas placas del condensador que estn conectados a. uno al otro.)

21.- The rod in Figure (not drawn to scale) is made of two materials. Both have a square cross section of 3.00 mm on a side. The first material has a resistivity of 4.00x10-3 .m and is 25.0 cm long, while the second material has a resistivity of 6.00x10-3 .m and is 40.0 cm long. What is the resistance between the ends of the rod? La barra en la figura (no est dibujado a escala) est hecho de dos materiales. Ambos tienen una seccin cuadrada de 3,00 mm de lado. El primer material tiene una resistividad de 4.00x10-3 .m y es 25,0 cm de largo, mientras que el segundo material tiene una resistividad de 6.00x10-3 .m y es 40,0 cm de largo. Cul es la resistencia entre los extremos de la varilla?

22.- A coil of Nichrome wire is 25.0 m long. The wire has a diameter of 0.400 mm and is at 20.0C. If it carries a current of 0.500 A, what are (a) The magnitude of the electric field in the wire and (b) The power delivered to it? (c) If the temperature is increased to 340C and the potential difference across the wire remains constant, what is the power delivered? Una bobina de alambre del nicrom es 25,0 m de largo. El alambre tiene un dimetro de 0,400 mm y es en 20,0 C. Si lleva una corriente de 0,500 A, cules son (a) La magnitud del campo elctrico en el cable y (b) la potencia suministrada a la misma? (c) Si se aumenta la temperatura a 340 C y la diferencia de potencial a travs del cable permanece constante, lo que se entrega la potencia?

23.- What is the required resistance of an immersion heater that increases the temperature of 1.50 kg of water from 10.0C to 50.0C in 10.0 min while operating at 110 V? Cul es la resistencia requerida de un calentador de inmersin que aumenta la temperatura de 1,50 kg de agua de 10,0 C a 50,0 C en 10,0 min mientras que funciona a 110 V?

24.- The resistance of a platinum wire is to be calibrated for low-temperature measurements. A platinum wire with a resistance of 1.00 at 20.0C is immersed in liquid nitrogen at 77 K (-196C). If the temperature response of the platinum wire is linear, what is the expected resistance of the platinum wire at 196C? (platinum =3.92x10-3/C) La resistencia de un alambre de platino es para ser calibrado para mediciones de baja temperatura. Un alambre de platino con una resistencia de 1,00 a 20,0 C se sumerge en nitrgeno lquido a 77 K (-196 C). Si la respuesta de la temperatura del alambre de platino es lineal, lo que es la resistencia esperada del alambre de platino a 196 C? (platino = 3.92x10-3 / C)

25.- The temperature of a tungsten sample is raised while a copper sample is maintained at 20C. At what temperature will the resistivity of the tungsten sample be four times that of the copper sample? La temperatura de una muestra de tungsteno se eleva mientras que una muestra de cobre se mantiene a 20 C. A qu temperatura ser la resistividad de la muestra de tungsteno es cuatro veces mayor que la de la muestra de cobre?