2. Son dispositivos
cuya función
fundamental es
almacenar energía
eléctrica
. Son utilizados en los circuitos electrónicos mas
variados como filtros, eliminando o atenuando picos
de corriente de alta frecuencia.
3. Cálculo de la Capacitancia
Q
C=
V
C = Capacitancia [F]
Faradio F =
C
1μF = 10 −6 F 1nF = 10 −9 F
V
1 pF = 10 −12 F
7. Calcular la capacitancia de un condensador de placas paralelas
(cuadrado) con 10 cm de lado y separación de 1 mm
∈0 A A = 10cm ×10cm = 0,1m × 0,1m = 10 −2 m 2
C= −3
d d = 1mm = 10 m
∈0 A 8,85 × 10 −12 F / m ×10 −2 m 2
C= =
d 10 −3 m
−9
C = 88,5 ×10 F = 88,5 nF
8.
9. a
Q Q b dr
V = −∫ dr = ∫
b 2π ε rL 2π ε 0 L a r
0
10. Un capacitor cargado almacena energía eléctrica. Esta energía será igual
al trabajo efectuado para cargarlo. El efecto neto de cargar un capacitor
es sacar la carga de una placa y agregarla a la otra.
q
dU = Vdq = dq
C
U
q 1 Q2
Q
U = ∫ dU = ∫ dq =
0 0 C 2 C
1 (CV )
2
1
U= = CV 2
2 C 2
1Q 2 1
U= V = QV
2V 2
11.
12.
13. a
C1 Va − Vb = (Va − Vc ) + (Vc − Vb )
c
C2 Q Q1 Q2
= +
b Ceq C1 C2
Q = Q1 = Q2
1 1 1
= +
Ceq C1 C2
14.
15. Se introduce un dieléctrico entre las placas de un
condensador completamente cargado que está
desconectado de su fuente de carga. El dieléctrico llena
completamente el espacio entre las placas. El nuevo
campo eléctrico comparado con el que había antes es:
a. Mayor
b. Igual
c. Menor
20. Cuando se aplica una diferencia de potencial de 150V a
las placas de un capacitor de placas paralelas, las placas
tienen una densidad superficial de 30 nC/cm2. ¿Cuál es
el espaciamiento entre las placas?.
d = 4.42mm
21. Un capacitor lleno de aire está compuesto de dos placas
paralelas, cada una de un área de 7.60cm2, separadas por
una distancia de 1.8mm. Si se aplica una diferencia de
potencial de 20V a estas placas calcule:
a) el campo eléctrico entre las mismas,
b) la densidad de carga superficial,
c) la capacitancia, y
d) la carga sobre cada placa.
a) E = 11.121 mN/C
b) s = 98.42 nC/m2
c) C = 3.74 pF
d) Q = 74.8 pC
22. Dos capacitores cuando están conectados en paralelo
producen una capacitancia equivalente a 9pF y una
capacitancia equivalente de 2pF cuando se conectan en
serie. ¿Cuál es la capacidad de cada capacitor?
Si C1 = 3pF entonces C2 = 6pF
Si C1 = 6pF entonces C2 = 3pF
23. Dos dieléctricos diferentes llenan cada uno la mitad del
espacio entre las placas de un condensador de placas
paralelas, según lo mostrado en la figura . Determinar una
fórmula para la capacitancia en términos de K1, K2, el área
A de las placas , y la separación d.
24. Un condensador de placas paralelas de
área A = 250 cm2 y separación d = 2.00 mm,
se carga a una diferencia potencial V0 = 150
V. Luego la batería se desconecta y una
hoja dieléctrica (K = 3.50) de la misma área
pero de grueso l = 1.00 mm se coloca entre
las placas . Determine:
(a) la capacitancia inicial del condensador
lleno de aire ,
(b) la carga en cada placa antes de insertar el
dieléctrico,
(c) el campo eléctrico en el espacio entre cada
placa y el dieléctrico
(d) el campo eléctrico en el dieléctrico
(e) la diferencia potencial entre las placas
después del dieléctrico se agrega
(f) la capacitancia con el dieléctrico
25. Un capacitor esférico es construido de placas metálicas esféricas y concéntricas,
de radios Rm y Rext respectivamente. El espacio entre las placas esta inicialmente
lleno de aire. Una batería es conectada a las dos placas como se muestra,
estableciéndose una diferencia de potencial ΔVbateria entre ellas. Como resultado,
cargas iguales y de signos opuestos +Q y -Q aparecen sobre las placas.
a) Calcule la magnitud de la carga Q sobre las placas
b)Si el espacio entre las placas esféricas se llena con un material dieléctrico de
constante dieléctrica k = 5, mientras se mantiene constante el voltaje de la
batería, determine la magnitud de la carga Q sobre las placas.
Q Q
C = kC0 =k 0 V = V0 ⇒ Q = kQ0
V V0
Q = 5(1.04 × 10 −7 ) = 5.18 × 10 −7 C
