Liceo Jose V. Lastarria Miguel Claro #32, Providencia Departamento de Física www.cdslastarria.cl/cradocente Profesor Miguel ángel Vilches A

Guía “Capacitores Nº 1 ” Cuarto Medio

Objetivo: Aplicar las propiedades de circuitos de condensadores en serie y en paraleloen la resolución de ejercicios.Instrucciones: A través de la información de la web, responde las siguientes preguntas. Recuerda que este mismo archivo(Word) debes trabajarlo en la parte de desarrollo. Luego debes enviarlo al correo cuartomediofisicajvl@gmail.com asunto: curso-guía nº - nombre (ej: 4ºE – Nº 1 - Juanito Perez). Puedes trabajar individualmente o con un compañero de tu curso, importante en el correo especificar quienes están trabajando. Fecha de entrega lunes 5/9/2011.

Marco Teórico:

www.resueltoscbc.com.ar/teoricos/biofisica/pdf/T4-2.pdf

Docente a los estudiantes:

- Muy importante definir los conceptos y leer el capitulo 22 Electrostática, Paul Hewitt, décima edición. Si no puedes realizar alguno de los problemas propuestos exponer la dificultad.

- Próxima guía ejercicios paso a paso y propuestos.

Éxito!

I. Actividad: Lee el capítulo 22 Física Conceptual, Paul Hewitt, décima edición y responde a las preguntas de repaso de: campo eléctrico, potencial eléctrico, almacenamiento de energía

Ejemplo de capacitores en paralelo

1. Determina la capacitancia total del siguiente circuito. Donde

 

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Solución:

 

Conclusiones del ejercicio: nótese que los capacitores tienen los mismo valores, pero

que sin embargo el caso de condensadores en paralelo la capacidad del almacenamiento

es mayor. Como pudimos observar la capacidad de almacenamiento de  un condensador

de placas paralelas,  es proporcional al área de las placas del condensador. En el caso de

los circuitos con condensadores en paralelo sería como si sumáramos el área de cada

condensador para obtener uno equivalente de mayor área.

  2.- Determina el valor de la capacitancia total para el siguiente circuito mixto:

 

 

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Donde los valores para los capacitores son los siguientes:

Podemos identificar, primeramente que los condensadores 5 y 6 estén en serie por lo que se puede determinar la capacitancia de estos dos: 

 

Lo cual siempre es cierto para dos condensadores en serie, en este caso tendríamos:

 

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  como producto de realizar esta operación obtendríamos el circuito siguiente:

 

En el que C2, C3, C4, C5,6 se encuentran en paralelo

 

 

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  como resultado,  podemos pensar en un circuito puramente en serie

podemos resolver el circuito en serie para obtener:

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Tarea

II. Preguntas de aplicaciónLos siguientes ejercicios son para resolver en forma individual o grupal. Estos deben ser enviados resueltos por este medio identificando: Integrantes, Curso, Profesor

1.- Determinar la capacitancia total, del circuito serie mostrado, si la capacitancia de los condensadores es:

 

2. Sabiendo que la diferencia de potencial entre los puntos A y B del sistema de la figura es de 200 V, calcule:

a) La capacidad equivalente del sistemab) La carga almacenada en cada condensadorc) La energía almacenada en cada condensadorDatos: C1 = 6µF, C2 = 2 µF: C3 = 4 µF

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3. Dos condensadores (capacitores) de 10 µF se conectan en paralelo y se cargan a una tensión V = 100 Volt. Tras desconectarlos del generador, se introduce un material aislante de constante dieléctrica k =2 entre las placas de uno de ellos. Calculea) La carga de cada condensador antes de introducir el dieléctricob) La carga de cada condensador después de introducir el dieléctricoc) La tensión (diferencia de potencial) tras introducir el dieléctrico (V’ = V/k)d) La energía de cada condensador (capacitor) en las dos situacionesNOTA V’ TENSIÓN CON DIELECTRICO

OPCIONAL (DESAFIO)

4. Los cuatro condensadores de la figura tienen formas y tamaños iguales, estando el espacio entre sus placas relleno respectivamente de los siguientes dieléctricos: k1 = 1 (aire), k2 = 2,3 (parafina), k3 = 3 (azufre) y k4 = 5 (mica). Calcular las diferencias de potencial entre las placas de cada uno de los condensadores y la carga que almacena cada uno de ellos.

Datos: V = 100 V y C2 = 10 – 9 F