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CAPACITANCIA

1. Suponga que usted tiene una

barra de caucho y la frota sobre

un trozo de tela como se indica

en la figura. Luego de ser frotados

se separan una determinada

distancia.

a)

Indique qu tipo de trabajo:

positivo, negativo o cero se ha

realizado sobre el sistema (barra

+ tela) para provocar la

separacin de cargas.

b)

Si usted ahora duplica la distancia

de separacin entre la barra

cargada y la tela. Indique si la energa potencial elctrica del sistema (barra + tela) se:

incrementa, disminuye, o se mantiene invariable.

2. La figura de abajo muestra el proceso de carga de un capacitor desde una batera.

a)

Suponga que desconectamos los alambres los alambres de las placas despus de que el

capacitor se ha cargado, como se indica en la figura (c). Cmo se comparan la diferencia

de potencial entre las placas antes y despus de ser desconectadas de la batera?

b) Si nosotros reemplazamos la batera de la figura por otra que mantiene una diferencia

de potencial mayor entre sus terminales, es mayor, menor o igual la magnitud de la

carga sobre las placas que con la primera batera?

Antes de frotar

Despus de

frotar

(c) Capacitor No conectado a la

batera diferencia de potencial

cero entre las placas

(b) Capacitor cargndose, los

electrones fluyen en el

alambre en direccin de

mayor potencial

(a) Capacitor completamente

cargado, el potencial de cada

placa es idntico al potencial de

cada terminal.

La batera mantiene la diferencia

de potencial entre los terminales

La reaccin qumica en la

batera suministra la carga a los

terminales, manteniendo fija la

diferencia de potencial.

La diferencia de potencial entre

los se mantiene la misma.

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3.

Suponga que un capacitor, cuya distancia entre sus placas

es d, se conecta a una batera de diferencia de potencial

Vbatera como se indica en la figura.

a)

Indique qu pasa con: el campo elctrico (E), la carga (q), la

diferencia de potencial (V) y la energa del capacitor (U) si

la distancia entre sus placas se duplicara, 2d.

b) Las placas del capacitor se encuentran separadas una

distancia 2dy conectadas a la batera. Suponga ahora que

el capacitor se desconectade la batera. Indique qu pasa

con: el campo elctrico (E), la carga (q), la diferencia de

potencial (V) y la energa del capacitor (U) si la distancia

entre sus placas disminuye a su separacin original d.

4. Suponga que el capacitor de la figura es cargado y

luego desconectado de una batera. Seguidamente

una placa metlica se inserta entre sus placas como se

indica a la derecha.

a) A medida que la placa conductora es insertada en el

capacitor, qu ocurre con el valor de la carga del

capacitor?

b) Cunta carga se acumula sobre cada lado de la placa

metlica, una vez que ha sido insertada.

c) cul es la diferencia de potencial a travs de la placa

metlica.

d) A medida que la placa es insertada, qu ocurre con la diferencia de potencial entre las

placas del capacitor?

e) El grfico de abajo (a) representa el potencial entre las placas del capacitor como una

funcin de la posicin dentro del capacitor V = V(x), cuando hay vaco entre sus placas.

En el plano de la derecha (b), grafique V = V(x) cuando la placa metlica se encuentra

entre las placas del capacitor.

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5.

La figura muestra un capacitor cargado elctricamente figura de la izquierda, y el mismo

capacitor cargado con un dielctrico entre sus placas, sea q libre la carga que aparece

sobre la placa del capacitor y sea qpolarizacin la carga que aparece en la superficie del

dielctrico.

a) Cul sera el valor del campo elctrico entre las placas del capacitor, si la magnitud de

la carga elctrica de polarizacin en la superficie del dielctrico fuera igual a la magnitud

de la carga libre sobre las placas del capacitor?

b)

Puede la magnitud de la carga de polarizacin sobre la superficie del dielctrico ser

mayor que la magnitud de la carga libre sobre la placa?

6.

La figura muestra un capacitor cargado elctricamente figura de la izquierda, y el mismo

capacitor cargado con un dielctrico entre sus placas. Compare los valores de: E, q, V,

Upara el capacitor en vaco y el capacitor con dielctrico.

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7.

La figura muestra un capacitor cargado elctricamente y conectado a una batera, y el

mismo capacitor cargado con un dielctrico entre sus placas. Compare los valores de: E,

q,V,Upara el capacitor en vaco y el capacitor con dielctrico conectados a la batera.

8. Usted probablemente ha visto una fotografa como la que se muestra debajo de carga

electrosttica, la esfera normalmente adquiere varios miles de voltios.

a)

Describa fsicamente qu ocurre sobre la persona, elctricamente aislada, al

hacer contacto con la esfera.

b) Sera mortal para la seorita si accidentalmente hiciera tierra?

c)

Cunta carga mxima estima usted que la esfera de la figura puede almacenar

sin que descargue por rompimiento dielctrico con el aire?

d) Cul sera la capacitancia de un capacitor que conectado a una batera de 12 V

almacene la misma carga mxima de la esfera de la figura?

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9.

Le dan a usted 3 capacitores idnticos de capacidad C. Los capacitores se agrupan de

tres formas diferentes como se indica en la figura. Indique cul de estas agrupaciones

dan como resultado una capacitancia Cequivalente< C.

10.Le entregan a usted tres capacitores idnticos agrupados como se indica en la figura. La

batera que carga a los capacitores es idntica. En cul de las tres agrupaciones los

capacitores almacenan la mayor carga?