Tarea #4: CapacitanciaFísica

Dra. Lucía Adame Villanueva

Fecha de entrega: 16 de Abril, hora de clase.

1. Un capacitor tiene una capacitancia de 7,28µF. Qué cantidad de carga debe colocarse en cada unade las placas para que la diferencia de potencial entre ellas sea de 25 V?

2. Un capacitor de placas paralelas con capacitancia de 245 pF tiene una carga con magnitud de0.148µC en cada placa. Las placas están separadas por una distancia de 0.328 mm

a) Calcule la diferencia de potencial entre las placas.

b) Calcule el área de cada placa.

c) Calcule la magnitud del campo eléctrico entre las placas.

d) Encuentre la densidad superficial de carga en cada placa.

3. Un capacitor está construido con dos cilindros coaxiales de hierro, huecos, uno dentro de otro.El cilindro interior tiene una carga negativa, y el exterior una carga positiva. La magnitud de lacarga en cada uno es de 10 pC. El cilindro interior tiene un radio de 0.5 mm, y el exterior de 5mm. La longitud de cada cilindro es de 18cm.

a) Cuál es la capacitancia?

b) Qué diferencia de potencial es necesario aplicar para tener tales cargas en los cilindros?

4. En la figura 1 se ilustra un sistema de cuatro capacitores, donde la diferencia de potencial a travésde ab es de 50V.

a) Determine la capacitancia equivalente de este sstema entre a y b.

b) Cuánta carga se almacena en esta combinación de capacitores?

c) Cuánta carga se almacena en cada uno de los capacitores de 10µF y de 9µF?

Figura 1: Problema 4

5. En la figura 2, C1 = C5 = 8,4µF, C2 = C3 = C4 = 4,2µF. El potencial aplicado es Vab = 220V .

a) Cuál es la capacitancia equivalente de la red entre los puntos a y b?

b) Calcule la carga y la diferencia de potencial en cada capacitor.

6. Los capacitores en la figura 3 se encuentran inicialmente sin carga y están conectados, comose ilustra en el diagrama, con el interruptor S abierto. La diferencia de potencial aplicada esVab = 210V .

Figura 2: Problema 5

a) Cuál es la diferencia de potencial Vcd?

b) Cuál es la diferencia de potencial a través de cada capacitor una vez cerrado el interruptorS?

c) Cuánta carga fluyó a través del interruptor cuando se cerró?

Figura 3: Problema 6

7. Calcule la capacitancia equivalente entre los puntos a y b de la figura 4. Observe que este sistemano se trata de una combinación simple en serie o en paralelo. Sugerencia: suponga una diferenciade potencial δV entre los puntos a y b. Escriba expresiones para δVab en función de las cargasy capacitancias para las diferentes trayectorias posibles desde a hasta b, y conserve la carga enaquellas placas de capacitor que están conectadas entre sí.

Figura 4: Problema 7