Tarea 4

TAREA 4 Ejercicios de condensadores 1. Un capacitor con capacitancia muy grande está en serie con otro capacitor con capacitancia muy pequeña. ¿Cuál es la capacitancia equivalente de la combinación? 2. Si le pidieran diseñar un capacitor de dimensiones pequeñas, pero con una gran capacitancia, ¿qué factores resultarían de gran importancia para su diseño? 3. ¿Cuánta carga existe en cada una de las placas de un capacitor de 4,00 uF que está conectado a una batería de 12 V?, y Si este mismo capacitor estuviera conectado a una batería de 1,50 V, ¿cuál sería la carga almacenada? 4. Cuando se aplica una diferencia de potencial de 150 V a las placas paralelas de un capacitor, éstas tienen una densidad de carga superficial de 30 nC/cm2. ¿Cuál es el espaciamiento entre ellas? 5. Encuentre la capacitancia equivalente de un capacitor de 4.20 uF y un capacitor de 8.50 uF cuando están conectados (a) en serie y (b) en paralelo. 6. Tres capacitores están conectados a una batería, como se muestra en la figura. Sus capacitancias son C1=3C, C2=C y C3=5C. (a) ¿Cuál es la capacitancia equivalente de este conjunto de capacitores? (b) Clasifique los capacitores de acuerdo con la carga que almacenan, de la más grande a la más pequeña. (c) Clasifique los capacitores con base en las diferencias de potencial entre sus terminales, de la más grande a la más pequeña.

7. Cuatro capacitores están conectados como se muestra en la figura. (a) Encuentre la capacitancia equivalente entre los puntos a y b. (b) Calcule la carga de cada uno de los capacitores si ∆Vab=15 V.

8. Determine (a) la capacitancia equivalente de los capacitores en la figura, (b) la carga de cada capacitor y (c) la diferencia de potencial a través de cada capacitor.

9. Dos capacitores, C1=25uF y C2=5uF, están conectados en paralelo y cargados mediante una fuente de energía de 100 V. (a) Dibuje un diagrama de circuito y (b) calcule la energía total almacenada en ambos capacitores. 10. Determine (a) la capacitancia y (b) la máxima diferencia de potencial aplicable a un capacitor de placas paralelas con dieléctrico de teflón, con una superficie de placa de 1.75 cm2 y una separación de 0.0400 mm entre placas. 11. Un capacitor de placas paralelas, con placas de área LW y separación de placa t, tiene la región entre sus placas llena con cuñas de dos materiales dieléctricos, como se muestra en la figura. Suponga que t es mucho menor que L y W. (a) Determine su capacitancia. (b) ¿La capacitancia debe ser la misma si se intercambian las etiquetas k1 y k2? Demuestre que su expresión tiene o no esta propiedad. (c) Demuestre que, si k1 y k2 tienden igualmente a un valor común k, su resultado se vuelve el mismo que la capacitancia de un capacitor que contiene un solo dieléctrico: C=𝑘𝜖0 𝐿𝑊/𝑡.