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Brayan Kenneth Hadaham
Rodríguez
16-10-2015
2015Trabajos Asignativos de Fisica II
TRABAJO ASIGNATIVO – FÍSICA IIPOTENCIAL ELÉCTRICO .
1. Un campo eléctrico uniforme de valor 200 N/C tiene la dirección x positiva. Se deja en libertad una carga puntual q=3mc inicialmente en reposo y ubicada en el origen de coordenadas.
a. ¿Cuál es la energía cinética de la carga cuando está en la posición x=4m?
∆ Ec=−∆U p
∆U p=−V AB×Q=−(−200×4 )×3×10−3
Ec=2.4J
b. ¿Cuál es la variación de energía potencial eléctrica de la carga desde x=0m hasta x=4m?
∆U p=V AB×Q=−800×3×10−3
∆U p=−2.4 J
c. ¿Cuál es la diferencia de potencial V(4m)-V(0m)?
E=−V AB
d AB→−V AB=E .d AB
V AB=−200×4=−800V
2. Se tiene un cuadrado de “a” cm de lado y con cuatro cargas puntuales de “q” Coulomb; cada uno ubicado en los vértices del mismo. Calcular:
a. La energía potencial del sistema formadoUTotal = U12 + U24 + U34 + U13 + U32 + U41
UTotal=q2×9×109( 6a )=36×109× q
2
aJ
b. El trabajo necesario para colocar una carga puntual “q1” Coulomb, en el centro del cuadrado
Vp=V 1+V 2+V 3+V 4=9×109×q
a√22
×4=72Qa√2
×109
W=Q1 xVp=72Q2
a√2×109 J
c. La energía potencial del sistema final
UTotal=72×109×q2
aJ
3. En los vértices de un triángulo rectángulo isósceles se localizan tres cargas +q, +2q y –q, como se muestra. Una cuarta carga +3q es movida lentamente desde el infinito hasta el punto P ¿Cuál es el trabajo realizado en este proceso?
TRABAJO ASIGNATIVO 1 – UNIDAD 2CONDENSADORESContinúe para probarlo.
1. Sabiendo que la diferencia de potencial entre los puntos A y B del sistema de la figura es de 200v. Calcule la capacidad equivalente del sistema y la energia almacenada en cada condensador.
V1=100
V2=100
V3=100
C1 ->V= 100 v C2 V=100v
V=200
C= Q∆V
= Q200
V=Q ( 1C 1+ 1C2 )→Ce=VQ=200/Q
U 1=12×C 1×V=50C1
U 2=12×C 2×V=50C2
U 3=12×C3×V=50C 3
2. En la figura cada capacitancia C1=9.3uF y cada capacitancia C2=6.2uF.
a. Determine la capacidad equivalente entre a y b
Los tres capacitores de la derecha están en serie, su capacidad equivalente será Ca
La capacidad será:
1Ca
= 1C1
+ 1C 1
+ 1C1
= 3C1
Ca=C13
=9.33
=3.1μF
Los capacitores Ca y C2 están en paralelo, entonces su capacidad equivalente será Cb
Cb=Ca+C2=3.1μF+6.2μF
Cb=9.3μF
Los capacitores Cb y los dos capacitores C1 están en serie, entonces su capacidad equivalente será Cc
1Cc
= 1C1
+ 1Cb
+ 1C1
= 19.3
+ 19.3
+ 19.3
Cc=9.33
=3.1μF
Los capacitores C2 y Cc están en paralelo, entonces su capacidad equivalente será Cd
C d=Cc+C2=3.1μF+6.2 μF
Cd=9.3 μF
Finalmente se observa que los capacitores C1 y Cd están en serie, entonces su capacidad equivalente será Ce
1Ce
= 1C 1
+ 1Cd
+ 1C 1
= 19.3
+ 19.3
+ 19.3
Ce=9.33
=3.1μF
b. Calcule la carga en cada uno de los capacitores más cercanos a los puntos a y b cuando Vab=840v
La carga en el capacitor equivalente Ce será:Qe=Ce×∆V=3.1μF (840V )Qe=2604 μC
Los capacitores C1,Cd,C1 al estar en serie poseerán la misma cargaQ 1=Qd=Qe=2604 μC
La diferencia de potencial en el capacitor Cd será:
∆Vd=QdCd
=2604 μC9.3μF
=280V
Debido a que Cd es el resultado de los dos condensadores en paralelo Cc y C2, las diferencias de potencial es:
∆V 2=∆Vc=∆Vd=208V
La carga del condensador Cc será:
Qc=Cc×∆Vc=3.1 μF (280V )Qc=868μC
Debido a que los condensadores C1, Cb y C1 están en serie, ellos tendrán la misma cargaQ 1=Qb=Qc=868 μC
Entonces la diferencia de potencial en el capacitor Cb será:
∆Vb=QbCb
=868 μC9.3 μF
∆Vb=93.33V
Los condensadores C2 y Ca están en paralelo, entonces su diferencia de potencial son iguales al del capacitor Cb
∆V 2=∆Vb=93.3V
c. Determine el Vcd:
La diferencia de potencial entre los puntos c y d será:Vc−∆V 2=Vd
Vc−Vd=∆V=93.3V
3. En el sistema de condensadores de la figura, calcular:
a. La capacidad equivalente:
En serie:
1Ce
=16+ 14= 512
C e=125
=2.4 μF
En paralelo:
CE=6UF+2.4UF = 8.4UF
b. La carga que se almacena en el condensador C1 y la diferencia de potencial que aparece en el mismo.
La carga de los capacitores es: Q=V/C , Q=20 v / 8.4uF , Q= 2.381UC