Colegio Carlo MagnoDepartamento de CienciaFísicaProf. David Valenzuela

GUÍA DE APRENDIZAJE “CAPACITORES”

Curso 4 ½w³.fisic.jimdo.com

1- Complete el siguiente cuadro de variables físicas y unidades de medida

Variable física Símbolo Unidades Unidades fundamentales

Carga elećtrica

Campo eléctrico

Corriente eléctrica

Resistencia

Resistividad

Capacitancia

Voltaje

Fuerza eléctrica

2- Complete la oración según corresponda.

Reducir la distancia “d” entre las placas del capacitor provoca que la ________________ C, aumente.

La diferencia de ______________es la misma entre los bornes de cualquier capacitor de una configuración en _____________.

La capacitancia no depende del la ______________. Duplicar el valor de Q, hace que la diferencia de potencial se _________________. De esta manera la capacitancia no ___________.

1 nanofaradio es lo mismo que __________________faradios.

La función de los aislantes colocados entre las _________________ de un capacitor ee para __________su capacitancia.

3- Conteste brevemente ¿Qué sucede con la carga en un capacitor si la diferencia de potencial entre os conductores se duplica?

Un par de capacitores se conectan en paralelo mientras un par idéntico se conecta en serie. ¿Qué par sería más peligroso de manejar después de haberse conectado a la misma diferencia de potencial? Explique.

Si a usted se le pidiera diseñar un capacitor de tamaño reducido y gran capacitancia, ¿qué factores serían importante en su diseño?

4- Resuelva la siguientes ejercicios

1. El exceso de carga en cada uno de los conductores de un capacitor de placas paralelas es de 53 [µC]. ¿Cuál es ña diferencia de potencial entre los conductores si la capacitancia del sistema es de 4 x 10-3 [µF].

2. ¿Qué capacitancia tiene un condensador si aplicándole 100 [V] a sus armaduras, adquiere una carga de 2 [C]?

3. ¿Qué cantidad de electricidad almacenará un condensador de 11 [µF] cuando se le aplica una diferencia de voltaje de 220 [V].

4. Siete condensadores de 1μF de capacidad cada uno se conectan para que produzcan una capacidad de 5,5μF. ¿Cómo se deben conectar?

5. Dos placas metálicas de 1500 [cm²] de superficie están separadas por una placa de baquelita de 5 [mm] de espesor, de constante dieléctrica igual a 7. Averiguar la capacidad del condensador.

6. Calcular la superficie de las placas de un condensador, con dieléctrico de aire, de 6,68 [μF] de capacidad y con una separación de 2 [mm].

7. ¿Qué espesor de mica, de constante dieléctrica 5, hay que poner entre dos armaduras metálicas de 100 dm² de superficie cada una, para fabricar un condensador de 1105 [pF].

8. ¿Qué carga máxima puede adquirir un condensador en el que figuren los siguientes datos: 7 [μF], 200 [V]?

9. ¿Para qué diferencia de voltaje está construido un capacitor que con capacidad de 855 [μF] adquiere una carga de 0,085500 [C]?

10. Calcular la capacidad de un condensador formado por dos discos metálicos de 10 [cm] de radio colocados a una distancia de 1 [mm] y con un dieléctrico de constante 3

11. Se fabrica un condensador con dos placas de 100[cm²] de superficie cada una, utilizándose mica de constante 5. Averiguar

1. El espesor del dieléctrico para obtener una capacidad de 100 [pF]2. La cantidad de electricidad almacenada al cargarlo a una tensión de 500 [V]

12. Un consensador bajo una tensión de 1000 [V] adquiere una carga de 1 [C].¿Qué superficie presentarán sus armaduras si posee un dieléctrico de mica de 0,3 mm de espesor y 5 de constante dieléctrica?

13. Un condensador a 3 [KV] adquiere una carga de 15 [mC] Calcular su capacidad en F, μF, nF y pF.

Condensadores en serie y paralelo14. ¿Qué capacidad presentará un acoplamiento en serie de cuatro condensadores de 1,2,3 y4 μF

respectivamente?15. Tres capacitores tienen capacitancias 2.0, 4.0 y 8.0 mF. Hallar la capacitancia equivalente (a)

si los capacitores están en paralelo y (b) si están en serie.16. Un capacitor de 2.0 mF se carga a una diferencia de potencial de 12.0 V y a continuación se

desconecta de la batería. (a) ¿Cuánta carga tienen sus placas? (b) Cuando se conecta un segundo capacitor (inicialmente sin cargar) en paralelo a este capacitor, la diferencia de potencial disminuye hasta 4.0 V. ¿Cuál es la capacitancia del segundo capacitor?

17. Un capacitor de 1.0 mF se conecta en paralelo con un capacitor de 2.0 mF y la combinación se conecta a la vez en serie con otro capacitor de 6.0 mF. ¿Cuál es la capacitancia equivalente de esta combinación?

18. Se conectan tres capacitores idénticos de modo que su capacitancia máxima equivalente es de 15.0 mF. (a) Describir esta combinación. (b) Hallar las otras tres combinaciones posibles utilizando siempre los tres capacitores y sus capacitancias equivalentes.

19. ¿Qué capacidad presenta un conjunto de 15 capacitores de 300 [pF] conectados en serie?20. Dos condensadores se conectan en serie a una tensión de 120 [V], Si el primero tiene una

capacidad de 10 [μF] y el otro adquiere una carga de 720 [μC], calcular:1. La capacidad del segundo condensador.2. La diferencia de voltaje en cada uno de ellos.

Un poco más complicado21. Dos láminas de aluminio tiene una separación de 1,2 [mm], una capacitancia de 9,7 [pF] y

están sometidas a una diferencia de voltaje de 13 [V]. 1. Calcular el área de la placa2. la separación disminuye a 0,1 [mm] manteniéndose la carga constante.

Determinar la nueva capacitancia y diferencia de voltaje.22. ¿Cuántos capacitores de 1.0 [μF] deben conectarse en paralelo para alamacenar una carga de

1.0 [C] cuando se conectan a un potencial de 110 [V]23. Un capacitor de 108 [pF] se carga a una diferencia de potencial de 52,4 [V] y luego la

batería de carga se desconecta. Después el capacitor se conecta en paralelo con un segundo capacitor, inicialmente descargado. La diferencia de potencial resulta entonces de 35,8 [V]. Hallar la capacidad del segundo capacitor.

24. Cuando el interruptor S se mueve a la izquierda, las placas del capacitor C1 adquieren una diferencia de potencial de Vo. Ahora se mueve S hacia la derecha. ¿Cuáles son las cargas finales de cada uno de los capacitores. (Inicialmente C2 y C3 se hallan descargados)

25. Un capacitor de placas paralelas en aire que tiene un área de 42 [cm² ] y un esparcimiento de 1.3 [mm] se carga a una diferencia de potencial de 625 [V]. Hallar

1. La capacitancia2. la magnitud de la carga en cada placa3. la energía almacenada4. la densidad de energía entre placas

26. Un capacitor se carga hasta que su energía almacenada es de 4.0 [J], y luego se retira la batería de carga. Entonces se conecta en paralelo un segundo capacitor descargado. Si la carga se distribuye por partes iguales entre los capacitores, ¿cuáles es ahora la energía total

almacenada en el sistema? ¿Dónde se fue la diferencia de energía?

RESPUESTAS1.2. 20 [mF]3. 2,42 [mC]4.

5. 1,85 [nF]6. 15 cm² 7. 4 cm8.9.10.11.12.13.14. 0,48 μF15. (a) 14.0 mF; (b) 1.14 mF16. (a) 24.0 mC, (b) 4.0 mF.17. Resp. 2.0 mF18. (a) En paralelo los capacitores de 5.0 mF, (b) 10/3 mF, 7.5 mF, y 5/3 mF.19.20.21.22.