UNIVERSIDAD NACIONAL DE CAJAMARCA INGENIERÍA DE MINASFACULTAD DE INGENIERÍA FÍSICA III

PRACTICA DOMICILIARIA Nº 04TEMA.- Capacitores y Dielétricos

1. Una esfera de 5 cm de radio está cargada con una carga uniformemente distribuida en su volumen de

densidad , y rodeada de una esfera hueca conductora de radio interior 7 cm y exterior 9

cm, cargada con . [Fig. Nº 01]. Calcular: a) La expresión del campo eléctrico en las siguientes regiones: r <5, 5<r<7, 7< r<9, r>9 cm. b) Trazar un gráfico del campo eléctrico en función de la distancia radial. c) Calcular el potencial en el centro de las esferas.

2. Sea un condensador plano-paralelo formado por dos placas paralelas y conductoras (armaduras del condensador), próximas entre sí, con cargas iguales y opuestas. [Fig. Nº 02]. Hallar: a) El campo eléctrico producido por una placa supuesta indefinida, aplicando la ley de Gauss. b) El campo eléctrico producido por las dos placas en un punto situado entre las mismas y fuera de

ellas. c) La diferencia de potencial entre las placas d) La capacidad del condensador

3. Se carga un capacitor de 40 x 10-6 F a una diferencia de potencial de 1200 V. Luego se conecta en paralelo el capacitor cargado a otro capacitor descargado de 5 x 10 -6 F. Calcular: a) la energía original del sistema, b) la diferencia de potencial final en cada capacitor, c) la energía final del sistema, d)la distribución de energía cuando se conectan los capacitores.

4. Se tiene un capacitor cilíndrico, compuesto por dos un cilindro coaxiales (uno sólido de radio “a” con carga eléctrica “q’, por un cilindro hueco de radio interno “b” y radio externo “c” con carga eléctrica “– q”) metálicos muy largos donde (a < b < c). Determine la capacitancia del capacitor referido.

5. Calcular la capacidad de un conductor esférico de radio R cargado con una carga Q. [Fig. Nº 03].6. En el circuito de la figura se pide: [Fig. Nº 04]. (Datos: C1=1mF, C2=2mF, C3=3mF, C4=4mF)

a). La capacidad equivalente del sistema b). La carga de cada condensador c). La tensión entre las armaduras de cada condensador d). La energía electrostática almacenada en el conjunto

7. En la figura 05, de asociación de conductores: Encontrar la carga eléctrica y la diferencia de potencial en cada condensador, (C1 = 1 μF, C2 = 2 μF, C3 = 3 μF, C4 = 4 μF) cuando: a) se cierra S1 ; b) Cuando S1 y S2 se cierran; c) la energía del sistema en las condiciones de la parte (a); d) las energía del sistema en las condiciones de la parte (b).

8. Dos esferas metálicas de 7 y 10 cm de radio se cargan con cargas de 1.5 mC cada una y luego se unen con un hilo conductor de capacidad despreciable. Calcular: a). El potencial de cada esfera aislada b). El potencial después de la unión c). La carga de cada condensador después de ponerlos en contacto y la cantidad de carga que circuló por

el hilo. d). La energía electrostática inicial y final.

9. Un condensador plano - paralelo lleno de baquelita (k=4,9), el área de cada una de sus placas es 0.07 m2, y la distancia entre las mismas es 0.75 mm. Se carga el condensador con una batería de 10 V. Calcular: a). La capacidad del condensador vacío y con dieléctrico b). La carga de cada una de las placas y la densidad de carga libre sf c). El campo eléctrico resultante E, entre las placas del condensador. d). El valor del campo eléctrico Ef, debido a las cargas libres e). El valor del campo eléctrico Eb, debido a las cargas inducidas f). La densidad de carga inducida sb, en las superficies del dieléctrico

M.Sc. N. Tejada CamposProfesor de la Asignatura

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