Julian
LA IMAGEN SOLO ES DEL PRIMER PUNTO ME GUSTARIA SABER COMO SE REALIZA ESTOS PUNTOS:
1) En la figura se ilustra un conjunto de capacitores con sus respectivos valores conectados a un voltaje de 12Vab. Usando esta información determine la carga en cada uno de los capacitores.
A. Q1= Q4= 41,66μC; Q2= 16,02μC; Q3= 25,60 μC
B. Q1= Q2= 41,66μC; Q3= 16,02μC; Q4= 25,60 μC
C. Q2= Q4= 41,66μC; Q2= 16,02μC; Q1= 25,60 μC
D. Q2= Q3= 41,66μC; Q1= 16,02μC; Q4= 25,60 μC
2) Un capacitor de placa paralela tiene una capacitancia de 10 mF y se carga con una fuente de alimentación de 20V. Luego se retira la fuente de alimentación y se utiliza un material dieléctrico de constante dieléctrica 4.0 para llenar el espacio entre las placas. Calcule el nuevo voltaje a través del condensador.
A. 80 V
B. 20 V
C. 10 V
D. 5.0 V
1)
Numeramos a los capacitores: 1 (el de la izquierda), 2 (el del centro arriba), 3 (el del centro abajo, y 4 (el de la derecha).
Luego, planteas la expresión de la capacidad equivalente de los capacitores conectados en paralelo, y queda: C23 = C2 + C3 = 5 + 8 = 13 μF.
Luego, planteas la ecuación de la capacidad equivalente de los capacitores señalados 1, 23 y 4, y queda:
1/Ce = 1/C1 + 1/C23 + 1/C4 = 1/10 + 1/13 + 1/9 = 337/1170, de donde tienes que la capacidad equivalente es: Ce = (1170/337) μF.
Luego, planteas la expresión de la carga del circuito, y queda: Qe = Ce*Vab = (1170/337)*12 = (14040/337) μC.
Luego, tienes que las cargas de los capacitores conectados en serie son:
Q1 = (14040/337) μC ≅ 41,662 μC,
Q23 = (14040/337) μC ≅ 41,662 μC,
Q4 = (14040/337) μC ≅ 41,662 μC.
Luego, planteas la expresión del potencial en el paralelo 23, y queda: V23 = Q23/C23 = (14040/337)/13 = (14040/4381) V.
Luego, planteas las expresiones de las cargas de cada uno de los capacitores conectados en paralelo, y queda:
Q2 = C2*V23 = 5*(14040/4381) = (70200/4381) μC ≅ 16,024 μC,
Q3 = C3*V23 = 8*(14040/4381) = (112320/4381) μC ≅ 25,638 μC.
Luego, puedes concluir que la opción señalada (A) es la respuesta correcta.
Espero haberte ayudado.
2)
Con los datos iniciales: C0 = 10 mF (capacidad en el vacío), y V = 20 V (potencial), planteas la expresión de su carga, y queda:
Q = C0*V = 10*20 = 200 mV.
Luego, como tienes que el capacitor se desconecta, entonces tienes que queda aislado pero conserva su carga: Q = 200 mV, y como se llena su espacio entre placas con un material dieléctrico de constante: κ = 4, planteas la expresión de su nueva capacidad, y queda:
Cκ = κ*C0 = 4*10 = 40 mF;
luego, planteas la expresión del voltaje en esta segunda situación, y queda:
Vκ = Q/Cκ = 200/40 = 5 V.
Luego, puedes concluir que la opción señalada (D) es la respuesta correcta.
Espero haberte ayudado.