Física II 2007 – Instituto de Profesores Artigas
Práctico 4 – Capacitancia y dieléctricos
Estudie los siguientes numerales del capítulo 24 del libro del curso:
24.1 Capacidad y 24.2 Capacitores en serie y en paralelo 24.3 Almacenamiento de energía en capacitares y energía del campo eléctrico 22.4 Dieléctricos 22.5 Modelo molecular de la carga inducida 24.6 La ley de Gauss en los dieléctricos
Problema 1. Condensadores en serie y en paralelo
Ejercicio 24.14 página 936, Sears, Zemansky
Problema 2. Condensador con conductor
Ejercicio 24.66 página 939, Sears, Zemansky
Problema 3. Condensados con dos dieléctricos en serie
Ejercicio 24.71 página 936, Sears, Zemansky
Problema 4. Condensados con dos dieléctricos en paralelo
Ejercicio 24.72 página 937, Sears, Zemansky
Problema 5. Condensador de capacidad variable
Un condensador de capacidad variable puede construirse insertando un material dieléctrico de constante entre las placas de longitud L y área A separadas una distancia d. Las placas tienen una carga fija Q. ¿Cuál es la capacidad del sistema en función de la penetración x?
Problema 6. Circuito con interruptores y condensadores
En la figura que se muestra los cuatro condensadores tienen la misma capacidad y la batería proporciona 120 voltios.
Consideraremos dos casos, en cada uno de ellos comenzaremos con los condensadores descargados.
Caso 1
El interruptor B se mantiene abierto. El interruptor A se cierra y se abre cuando C1, C2, y C3 están completamente cargados. ¿Cuál es ahora la diferencia de potencial en cada condensador?
Si ahora se cierra B, ¿cuál es la diferencia de potencial en cada condensador?
Caso 2
El interruptor A está abierto y el B se cierra. ¿Cuál es la diferencia de potencial de en cada condensador?
Ahora se cierra A, ¿cuál es la diferencia de potencial en cada condensador?
Problema 7. Comparando condensadores esféricos y cilíndricos
Compare la capacidad de un condensador de dos esferas concéntricas de radios R1 = 6 cm y R2 = 9 cm, con uno cilíndrico de iguales radios y longitud L = 15 cm. ¿Por qué las capacidades son casi iguales?
Muestre que cuando R1 y R2 son cercanos (R2 = R1 + , siendo << R1) las formulas de las capacidades de los condensadores esférico y cilíndrico pueden ser aproximadas por el de un condensador de placas planas paralelas C = Ao/d. Ayuda: realice una expansión de Taylor en términos de /R1.
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