FISICA II Taller1 Condensadores
1
Elaborado por Ing. Diego González Ocampo. www.elcondensador.net diegogo@ utp.edu.co UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS DEPARTAMENTO DE FÍSICA INGENIERÍA MECATRÓNICA Taller (1) condensadores y dieléctricos Nota: la entrega de talleres no implica, necesariamente, que los ejercicios que aparezcan en los exámenes parciales serán tomados de aquellos. Al contrario, los talleres representan simplemente una orientación para el estudiante sobre los ejercicios tipo y no lo eximen de estudiar y resolver los ejercicios solucionados y propuestos en los libros guías presentados al inicio de la asignatura. 1.- Se tiene un condensador formado por dos cascarones esféricos concéntricos. El cascarón exterior es de radio b y carga –Q y el cascarón interior de radio a y carga +Q. Haga el análisis respectivo y encuentre una ecuación general para la capacitancia de este dispositivo. (Lleve a cabo un procedimiento claro y detallado). Rpta. e ab C k b a . 2.- Encuentre la capacitancia de un condensador de placas paralelas que contiene dos dieléctricos K 1 = 1,5 y K 2 = 3,5, cada uno de los cuales abarca la mitad del volumen, tal como se muestra en la figura. Aquí A = 2 m 2 y d = 10 -3 m. Rpta. C = 44,3 nF. 3.- Encuentre el voltaje o diferencia de potencial eléctrico a través de cada dieléctrico en el condensador que se muestra en la figura cuando la diferencia de potencial entre placas del condensador es de 200 V. Rpta. V1 = 12,5 y V2 = 187,5 V. 4.- Cierto capacitor cilíndrico tiene un conductor interior con radio r = 1,5 mm y un conductor exterior con un radio R = 3,5 mm. Los dos conductores están separados por el vacío y el capacitor completo mide 2,8 m de largo. a) ¿Cuál es la capacitancia por unidad de longitud del arreglo?, b) El potencial del conductor interior es de 350 mV mayor que el del conductor exterior. Halle la carga, en magnitud y signo, de ambos conductores. Rpta. a) 66 pF/m y b) 64 pC. 5.- Un capacitor esférico consta de dos corazas conductoras esféricas concéntricas separadas por el vacío. La esfera interior tiene un radio de 15 cm y la capacitancia es de 116 pF. a) ¿Cuál es el radio de la esfera exterior?, b) Si la diferencia de potencial de las dos esferas es de 220 V, ¿cuál es la magnitud de la carga en cada esfera? Rpta. a) 0,75 m y b) 2,55x10 -8 C. 6.- Un capacitor de placas paralelas se construye usando tres materiales dieléctricos, tal y como lo muestra la figura. Usted puede suponer que l >> d. a) Encuentre una expresión para la capacitancia del dispositivo en términos del área de las placas, de su separación y de los dieléctricos involucrados. b) Calcule la capacitancia del dispositivo suponiendo que A = 1,0 cm 2 , d = 2,0 mm, k 1 = 4.90, k 2 = 5,6 y k 3 = 2,1. Rpta. a) 0 2 3 1 2 3 2 A kk k C d k k y b) C = 1,76 pF.
-
Upload
fabian-molina-carvajal -
Category
Documents
-
view
239 -
download
3
description
taller
Transcript of FISICA II Taller1 Condensadores
-
Elaborado por Ing. Diego Gonzlez Ocampo. www.elcondensador.net diegogo@ utp.edu.co
UNIVERSIDAD TECNOLGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BSICAS
DEPARTAMENTO DE FSICA INGENIERA MECATRNICA
Taller (1) condensadores y dielctricos
Nota: la entrega de talleres no implica, necesariamente, que los ejercicios que aparezcan en los exmenes parciales sern tomados de aquellos. Al contrario, los talleres representan simplemente una orientacin para el estudiante sobre los ejercicios tipo y no lo eximen de estudiar y resolver los ejercicios solucionados y propuestos en los libros guas presentados al inicio de la asignatura. 1.- Se tiene un condensador formado por dos cascarones esfricos concntricos. El cascarn exterior es de radio b y carga Q y el cascarn interior de radio a y carga +Q. Haga el anlisis respectivo y encuentre una ecuacin general para la capacitancia de este dispositivo. (Lleve a cabo un procedimiento claro y detallado).
Rpta. eabC
k b a .
2.- Encuentre la capacitancia de un condensador de placas paralelas que contiene dos dielctricos K1 = 1,5 y K2 = 3,5, cada uno de los cuales abarca la mitad del volumen, tal como se muestra en la figura. Aqu A = 2 m2 y d = 10-3 m.
Rpta. C = 44,3 nF.
3.- Encuentre el voltaje o diferencia de potencial elctrico a travs de cada dielctrico en el condensador que se muestra en la figura cuando la diferencia de potencial entre placas del condensador es de 200 V.
Rpta. V1 = 12,5 y V2 = 187,5 V.
4.- Cierto capacitor cilndrico tiene un conductor interior con radio r = 1,5 mm y un conductor
exterior con un radio R = 3,5 mm. Los dos conductores estn separados por el vaco y el capacitor completo mide 2,8 m de largo. a) Cul es la capacitancia por unidad de longitud del arreglo?, b) El potencial del conductor interior es de 350 mV mayor que el del conductor exterior. Halle la carga, en magnitud y signo, de ambos conductores.
Rpta. a) 66 pF/m y b) 64 pC.
5.- Un capacitor esfrico consta de dos corazas conductoras esfricas concntricas separadas por el vaco. La esfera interior tiene un radio de 15 cm y la capacitancia es de 116 pF. a) Cul es el radio de la esfera exterior?, b) Si la diferencia de potencial de las dos esferas es de 220 V, cul es la magnitud de la carga en cada esfera?
Rpta. a) 0,75 m y b) 2,55x10-8 C.
6.- Un capacitor de placas paralelas se construye usando tres materiales dielctricos, tal y como lo muestra la figura. Usted puede suponer que l >> d. a) Encuentre una expresin para la capacitancia del dispositivo en trminos del rea de las placas, de su separacin y de los dielctricos involucrados. b) Calcule la capacitancia del dispositivo suponiendo que A = 1,0 cm2, d = 2,0 mm, k1 = 4.90, k2 = 5,6 y k3 = 2,1.
Rpta. a) 0 2 312 32
A k kkCd k k
y b) C = 1,76 pF.
