Asignatura Física III y Laboratorio
Tema Actividades sobre capacitores
Participante Daniel Moya Salazar
Matricula (14-7118)
Facilitador Rafael R. Díaz del Orbe
25 de Julio, 2017 Nagua Republica Dominicana
1. ¿Cuál será la capacidad de un condensador formado por dos placas de 400cm2 de Superficie separadas por una lámina de papel de 1,5mm de espesor cuya constante dieléctrica es 3,5? C= 8.84x10-6xKs/1= 8,84x10-6x3.5x400x10-4/1.5x10-3=0,000082= 0,82KpF
2. Calcula la carga acumulada por un condensador de 110 nF al cual se le aplica una diferencia de potencial (ddp) de 50V. Datos
Solución
Q=110mf
Q=CVab Q=(110x10-6) (50)= 5.5x10-3c
Ddp=50v
3. Halla la capacidad equivalente y la carga acumulada por cada condensador Del siguiente circuito. A
C1
C2
C3
C4
B
C
C5
D
C6
E=30V
C1=10000 pF C2=0,010 F C3=6kpF C4=3x10-9F C5=3nF C6=4x10-6 F Solución C12= C1/2=10/2= 5nf C34= C3xC4/C3+C4= 6x3/6+3=2 f C1234= C12+C34=5+2=7 f Ceq= C1234 /2=7/2=3.5 f
C56= C5+C6=3+4=7nf Qt=CeqxVab=3.5x10-9x30= 1.05x10-7columbios Vab=Qt/C1234= 1.05x10-7/7x10-9= 15v Desglosando los valores tenemos: Q1 = Q2 = C12 * Vab = 5x10-9 * 15 = 0,75x10-7 Culombios Q3 = Q4 = C34 * Vab = 2x10-9 * 15 = 0,30x10-7 Culombios Q5 = C5 * Vcd = 3x10-9 * 15 = 0,45x10-7 Culombios Q6 = C6 * Vcd = 4x10-9 * 15 = 0,6x10-7 Culombios
4. El siguiente circuito está constituido por una resistencia y una capacidad a la cual se le aplica la fem de un generador de cc a través del interruptor S, Calcular : a) La constante de tiempo RC RC = 2000 x 100 x10-6 = 0,2seg.
b) La caída de tensión en el condensador para los tiempos t=RC; t=2RC; t=3RC y t=5RC A
B R=2kW
S C=100F
E=30V
C
V bc
E (1
e
t
RC
)
Para t = 1RC: Vbc = 30 x (1 – e-1) = 30 x [1 – (1/e )] = 18,96V Para t = 2RC: Vbc = 30 x (1 – e-2) = 30 x [1 – (1/e2)] = 25,94V Para t = 3RC: Vbc = 30 x (1 – e-3) = 30 x [1 – (1/e3)] = 28,50V Para t = 5RC: Vbc = 30 x (1 – e-5) = 30 x [1 – (1/e5)] = 29,79V
Durante la 1RC, el condensador se Carga aproximadamente a las dos terceras partes De la tensión total del generador. Durante la 2RC aumenta su carga en las dos Terceras partes de la tensión que le queda para la carga total. En la 3RC, vuelve adquirir 2/3 de la tensión residual En la 5RC, el condensador está prácticamente Cargado al 100%.
5. Calcula la energía almacenada por un condensador de 20 F, si la ddp entre sus armaduras es de 200V. W
1 2
2
CV ab
1 2
20 10
6
200
2
0,4 Julios
6. Calcula la capacidad equivalente y la carga acumulada por cada condensador del siguiente circuito:
A
C1
C2
C3
B
C1 = 3 F C2 = 2000nF C3 = 6x10-6F C4 = 15x106pF C5 = 15x106pF C6 = 15x106pF C7 = 12 F
C
C7
C4
C5
C6
E=100V
Solución: Ceq = 6F; Q1=Q2=Q3=66,6x10-6 Coulomb, Q4=Q5=Q6=333,3x10-6 Coulomb, Q7=4x10-4Coulom
7. Calcular la tensión de carga final del condensador del siguiente circuito: C = 100 F R1 = 2ⱳ E1= 10V R2 = 6 ⱳ R2 R6 C E2 = 5V R3 = 4 ⱳ E2 R1 Vt=115v R4 = 10 ⱳ R7 R5 R5 = 20 ⱳ R4 R6 = 100 ⱳ E1 R7 = 50 ⱳ R3
Solución: Rt= R1+R2+R3+R4+R5+R6+R7= 2+6+4+10+20+100+50=192W It=V/Rs= 115/192= 0.59 A V1=R1.It= 2x0.59= 1.20 V2=R2.It=6x0.59= 3.6 V3=R3.It=4x0.59=2.36 V4=R4.It=10x0.59=6 V5=R5.It=20x0.59=12 V6=R6.It=100x0.59=59 V7=R7.It=50x0.59=30 Vc = 115V 8. Calcula la constante de tiempo y las caídas de tensión, Vab, Vbc, y Vcd en los elementos del siguiente circuito, transcurrido un minuto:
A
B
C
D
R C1
C2
R = 1K C1 = 20 F C2 = 60 F
E=100V
S olución :
RC = 15x10-3Seg, Vab = 0V, Vbc = 75V, Vcd = 1.25V
9. Calcula el valor máximo de la corriente por el circuito de la siguiente figura y dibujar la forma de la ddp en la resistencia de 2K W y la de la corriente en función del tiempo. A
B R=2kW
S C=100F
E=30V
C
Solución: I = 15mA
10. En el circuito de la siguiente figura, calcula: La constante de tiempo RC La ddp final (En el condensador Vab) I1 e I2 para t = 0, t = 0.5 seg y t = infinito. A R1
I 2
1 I
E=30V C
R2
B
R1 = 4KW R2 = 6KW C = 100mF
A: RC = 0,24Seg B: Vab = 18V C: t = 0; I1 = 7,5mA I2 = 0 t = 0,5Seg; I1 = 3,56mA I2= 2,62mA t = Infinito; I1 = 3mA I2 = 3mA
R1 = 4K R2 = 6K C = 0.5 100 F
