Brayan Kenneth Hadaham

Rodríguez

16-10-2015

2015Trabajos Asignativos de Fisica II

TRABAJO ASIGNATIVO – FÍSICA IIPOTENCIAL ELÉCTRICO .

1. Un campo eléctrico uniforme de valor 200 N/C tiene la dirección x positiva. Se deja en libertad una carga puntual q=3mc inicialmente en reposo y ubicada en el origen de coordenadas.

a. ¿Cuál es la energía cinética de la carga cuando está en la posición x=4m?

∆ Ec=−∆U p

∆U p=−V AB×Q=−(−200×4 )×3×10−3

Ec=2.4J

b. ¿Cuál es la variación de energía potencial eléctrica de la carga desde x=0m hasta x=4m?

∆U p=V AB×Q=−800×3×10−3

∆U p=−2.4 J

c. ¿Cuál es la diferencia de potencial V(4m)-V(0m)?

E=−V AB

d AB→−V AB=E .d AB

V AB=−200×4=−800V

2. Se tiene un cuadrado de “a” cm de lado y con cuatro cargas puntuales de “q” Coulomb; cada uno ubicado en los vértices del mismo. Calcular:

a. La energía potencial del sistema formadoUTotal = U12 + U24 + U34 + U13 + U32 + U41

UTotal=q2×9×109( 6a )=36×109× q

2

aJ

b. El trabajo necesario para colocar una carga puntual “q1” Coulomb, en el centro del cuadrado

Vp=V 1+V 2+V 3+V 4=9×109×q

a√22

×4=72Qa√2

×109

W=Q1 xVp=72Q2

a√2×109 J

c. La energía potencial del sistema final

UTotal=72×109×q2

aJ

3. En los vértices de un triángulo rectángulo isósceles se localizan tres cargas +q, +2q y –q, como se muestra. Una cuarta carga +3q es movida lentamente desde el infinito hasta el punto P ¿Cuál es el trabajo realizado en este proceso?

TRABAJO ASIGNATIVO 1 – UNIDAD 2CONDENSADORESContinúe para probarlo.

1. Sabiendo que la diferencia de potencial entre los puntos A y B del sistema de la figura es de 200v. Calcule la capacidad equivalente del sistema y la energia almacenada en cada condensador.

V1=100

V2=100

V3=100

C1 ->V= 100 v C2 V=100v

V=200

C= Q∆V

= Q200

V=Q ( 1C 1+ 1C2 )→Ce=VQ=200/Q

U 1=12×C 1×V=50C1

U 2=12×C 2×V=50C2

U 3=12×C3×V=50C 3

2. En la figura cada capacitancia C1=9.3uF y cada capacitancia C2=6.2uF.

a. Determine la capacidad equivalente entre a y b

Los tres capacitores de la derecha están en serie, su capacidad equivalente será Ca

La capacidad será:

1Ca

= 1C1

+ 1C 1

+ 1C1

= 3C1

Ca=C13

=9.33

=3.1μF

Los capacitores Ca y C2 están en paralelo, entonces su capacidad equivalente será Cb

Cb=Ca+C2=3.1μF+6.2μF

Cb=9.3μF

Los capacitores Cb y los dos capacitores C1 están en serie, entonces su capacidad equivalente será Cc

1Cc

= 1C1

+ 1Cb

+ 1C1

= 19.3

+ 19.3

+ 19.3

Cc=9.33

=3.1μF

Los capacitores C2 y Cc están en paralelo, entonces su capacidad equivalente será Cd

C d=Cc+C2=3.1μF+6.2 μF

Cd=9.3 μF

Finalmente se observa que los capacitores C1 y Cd están en serie, entonces su capacidad equivalente será Ce

1Ce

= 1C 1

+ 1Cd

+ 1C 1

= 19.3

+ 19.3

+ 19.3

Ce=9.33

=3.1μF

b. Calcule la carga en cada uno de los capacitores más cercanos a los puntos a y b cuando Vab=840v

La carga en el capacitor equivalente Ce será:Qe=Ce×∆V=3.1μF (840V )Qe=2604 μC

Los capacitores C1,Cd,C1 al estar en serie poseerán la misma cargaQ 1=Qd=Qe=2604 μC

La diferencia de potencial en el capacitor Cd será:

∆Vd=QdCd

=2604 μC9.3μF

=280V

Debido a que Cd es el resultado de los dos condensadores en paralelo Cc y C2, las diferencias de potencial es:

∆V 2=∆Vc=∆Vd=208V

La carga del condensador Cc será:

Qc=Cc×∆Vc=3.1 μF (280V )Qc=868μC

Debido a que los condensadores C1, Cb y C1 están en serie, ellos tendrán la misma cargaQ 1=Qb=Qc=868 μC

Entonces la diferencia de potencial en el capacitor Cb será:

∆Vb=QbCb

=868 μC9.3 μF

∆Vb=93.33V

Los condensadores C2 y Ca están en paralelo, entonces su diferencia de potencial son iguales al del capacitor Cb

∆V 2=∆Vb=93.3V

c. Determine el Vcd:

La diferencia de potencial entre los puntos c y d será:Vc−∆V 2=Vd

Vc−Vd=∆V=93.3V

3. En el sistema de condensadores de la figura, calcular:

a. La capacidad equivalente:

En serie:

1Ce

=16+ 14= 512

C e=125

=2.4 μF

En paralelo:

CE=6UF+2.4UF = 8.4UF

b. La carga que se almacena en el condensador C1 y la diferencia de potencial que aparece en el mismo.

La carga de los capacitores es: Q=V/C , Q=20 v / 8.4uF , Q= 2.381UC