Problemas De Física Electricidad Fase 2 Parte 2

Universidad Católica Ingeniería Industrial de Santa María 1. Las caras opuestas A y B de la caja de la figura son metálicas y sus aristas miden: x = 1 cm, y = 20 cm, z = 20 cm. Se llena de agua (ε 1= 80 ) hasta la tercera parte de su altura (z) y la terminamos de llenar con aceite (ε 2= 2,5 ). Sometemos las caras metálicas a una tensión de 100 V, si se desprecian los efectos de borde, determine: a) La capacidad del condensador así formado. b) Carga total de cada armadura.

2. Se fabrica un capacitor a partir de dos placas cuadradas de lados l y separación d. Las placas Q y +Q son colocadas en las placas y después se retira la fuente de energía. En el interior del capacitor se inserta un material de constante dieléctrica k, a cierta distancia x como se muestra en la figura. Suponga que d es mucho más pequeña que x. a) Determine la capacitancia equivalente del dispositivo. b) Calcule la energía almacenada en el capacitor. c) Determine la dirección y la magnitud de la fuerza ejercida sobre el dieléctrico. d) Obtenga un valor numérico para la fuerza cuando x = l /2, si l = 5.00 cm, d = 2.00 mm, el material dieléctrico es de vidrio (k = 4.50) y el capacitor fue cargado a 2000 V antes de insertar el dieléctrico. Sugerencia: puede considerar el sistema como dos capacitores conectados en paralelo. 3. Suponga que desea fabricar un alambre uniforme a partir de 1.00 g de cobre. Si el alambre debe tener una resistencia R = 0.500Ω, y si debe utilizarse todo el cobre disponible, ¿cuál será a) la longitud y b) el diámetro de este alambre? 4. Una diferencia de potencial de 0.900 V se mantiene a través de una longitud de 1.50 m de alambre de tungsteno que tiene un área de sección transversal de 0.600 mm 2. ¿Cuál es la corriente en el alambre? 5. La cantidad de carga q (en coulomb) que ha pasado a través de una superficie de área igual a 2 c m2 varía en función del tiempo según la ecuación q=4 t 2 +6 t +2, donde t está en segundos. a) ¿Cuál es la corriente instantánea que pasa a través de la superficie en t 1?00 s? b) ¿Cuál es el valor de la densidad de corriente? 6. Un calentador eléctrico de agua bien aislado calienta 50 kg de agua de 20.0°C a 49.0°C en 25.0 min. Encuentre la resistencia de su elemento calefactor, que se conecta a través de una diferencia de potencial de 220 V. 7. Un motor de 120 V tiene potencia de salida mecánica de 2.50 hp. Es 90.0% eficiente al convertir la potencia que toma por transmisión eléctrica en potencia mecánica. a) Encuentre la corriente en el motor. b) Encuentre la energía entregada al motor mediante transmisión eléctrica en 3.00 h de operación. c) Si la compañía eléctrica cobra S/. 0.60 por 1kWh, ¿cuánto cuesta que funcione el motor durante 3.00 h?