UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “FRANCISCO DE MIRANDA” COMPLEJO DOCENTE EL SABINO DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICA Y FÍSICA UNIDAD CURRICULAR: FÍSICA II PROFESORA CARMEN ADRIANA CONCEPCIÓN
1. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. equivalente . b) La carga en los capacitores C2 y C8 c) La diferencia de potencial en los capacitores C3 y C7. Las capacitancias estan en µF. RESPUESTAS: Ct = 20µF; Qt = 1000µC; V3 = 20 volt; V7 = 10 volt; Q2 = 600µC; Q8 = 300µC. C2=30
C3=15 C5=30 C1=8
V=50v C4=5
C8=10 C7=10
C6=30
2. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. equivalente . b) La carga en los capacitores C2 y C8 c) La diferencia de potencial en los capacitores C3 y C9. Las capacitancias estan en µF. C2=30
C3=15 C5=30 C1=8
V=50v C4=5
C8=20 C6=10
C9=20
C7=30
3. Un condensador relleno de aire consta de dos placas paralelas, cada una de área A= 3,5 cm2 separadas de una distancia de d=1,8 mm. mm. Si se aplica una una diferencia de potencial potencial de 30V entre las placas, calcule: a) El campo eléctrico entre las placas. b) La carga de cada placa. c) La densidad de energía. d) La nueva capacitancia si en la mitad del espacio entre las placas se introduce papel (K1=3,7), y en la otra mitad aceite de silicón (K2=2,5). 4. Un condensador relleno de aire consta de dos placas paralelas, cada una de área A= 0,6 m2 separadas de una distancia de d=1.8 mm. mm. Si se aplica aplica una diferencia diferencia de potencial potencial de 20V entre las placas, calcule: a) El campo eléctrico entre las placas. b) La carga de cada placa. c) La densidad de energía. d) La nueva capacitancia si se introduce en la mitad del espacio entre las placas teflón (K1=2,1), y en la otra mitad del espacio se introduce en la 1
mitad de la distancia papel (K2=3,7) y en la otra mitad caucho de neopreno (K3=6,7). RESPUESTAS: E= 1,11”10 4 V/m; Q= 59”10-9 C; ue= 54,52”10-5 Joul/m3, Cnueva= 10,129”10 -9 F 5. Un condensador de placas paralelas relleno de aire, tiene una capacitancia de 22 µF y es cargado con una batería de 15 Volt. Si cada placa tiene un área de A= 2 m2 . Calcule: a) La carga de cada placa. b) El campo eléctrico entre las placas. c) La densidad de energía en el condensador. d) La nueva capacitancia si se introduce en 1/3 de la distancia de separación entre las placas polietileno (K1=2,3), y en los 2/3 restantes de la distancia se introduce caucho de neopreno (K2=6,7).
6. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los capacitores C2 y C7 c) La diferencia de potencial en los capacitores C5 y C8. Las capacitancias estan en µF. RESPUESTAS: Ct = 8µF; Qt = 400µC; V5 = 10 volt; V8 = 6 volt; Q2 = 150µC; Q7 = 72µC. C4=10
C8=8
C2=30
C3=30
C7=12
V=50v C1=10
C5=3
C6=30
7. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los capacitores C2 y C7 c) La diferencia de potencial en los capacitores C5 y C8. Las capacitancias estan en µF. C9=20 C2=30
C8=20 C3=15 C7=10 C1=8
V=50v C4=5
C5=10
C6=15
8. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los capacitores C2 y C7 c) La diferencia de potencial en los capacitores C5 y C8. Las capacitancias estan en µF. RESPUESTAS: Ct = 10,5µF; Qt = 420µC; V2 = 12 volt; V5 = 5 volt; V8 = 3 volt; Q7 = 60µC.
2
C7=20
C2=15
C6=5 C8=20
V= 40v
C5=15 C1=15
C3=5
C4=30
9. Para el circuito de la figura determine: a) La carga equivalente. b) La carga en los capacitores C5 y C10 c) La diferencia de potencial en los capacitores C11 y C3. Nota: las capacitancias estan en µF. C4=15 C13=20
C2=40
V= 50v C5=15
C1=40
C3=10
C6=15
C11=24 C14=20 C12=24
C10=8
C8=20
C7=20 C9=5
10. En el circuito de la figura la carga que se almacena en el capacitor C2 es la misma si ambos interruptores están abiertos o cerrados. Hallar el valor del capacitor Cx. Nota: Las capacitancias estan en µF, trabaje las cargas en µC. C1=8
S1
S2
CX C2=24 C4=4
C3=12
V=120v
3
11. Para el circuito que se muestra a continuación determine el valor de CX en Faradios. RESPUESTA: Cx= 1,56 µF
C1= 6µF
Qx=12 V=20 volt
µC
C2= 8µF
CX
12. En el circuito de la figura encuentre la capacitancia equivalente, la carga en cada condensador y el voltaje en cada capacitor a) Si se cierra el interruptor S1 y se deja abierto S2. b) Si se cierra el interruptor S2 y se deja abierto S1. . Nota: Las capacitancias estan en µF, trabaje las cargas en µC. RESPUESTAS: a) CT= 39,09 µF; Q T= 1954,5 µC; V 1=50 V; Q1= 1500µC; V 2=22,73 V; Q2= 454,5µC; V 3=27,26 V; Q3= 272,6µC; V4=9,09 V; Q4=Q5 =181,82µC; V5=18,182 V. b) CT= 17,5 µF; QT= 875 µC; V1=12,5 V; Q1=Q5= 375µC ; V2=V4= 25V; Q2=Q4= 500µC; Q3= 0µC (se anula porque no le llega carga); V 5=37,5 V. S1
C1=30µF
C5=10µF S2
C3=10µF
C2=20µF
C4=20µF
V= 50 Volt
4