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EJERCICIOS DE CONDENSADORES

Fuente: Física Camero y Crespo

1.- El área de una de las láminas de un condensador plano es de 0,64m2. Si la separación entre láminas es 0,1 mm y entre ellas no existe dieléctrico, ¿Cuántos microfarads tiene el condensador? ¿Cuál es el voltaje de la batería si la carga del condensador es 3,2 µF? R.-

5,664x10-2 µF; 56,4 V

2.- Un condensador de laminas paralelas esta formado dos discos metálicos de diámetro 10cm, separados por una lamina de mica de constante dieléctrica 2,5 y espesor 2mm. ¿Cuál es la carga del condensador cuando la diferencia de potencial entre sus armaduras es de 100V? ¿Cuál es la energía almacenada en el condensador? R.-

8,68x10-9 C; 4,34x10-7 J

3.- Para una separación d entre laminas de un condensador plano sin dieléctrico su capacidad es C= 60 µF y la diferencia de potencial entre sus armaduras es V = 600 V. ¿Cuál es la capacidad y el voltaje de este condensador si la separación entre las laminas se triplica? ¿Cuál es la energía almacenada cuando la separación entre las láminas es d? R.-

20 µF; 1800 V; 10,8 J

4.- La separación entre las dos laminas de un condensador plano con un dieléctrico de constante k=4 es de 2mm. Si la intensidad del campo eléctrico resultante entre las laminas es, en modulo, 1,6x105 N/C, ¿Cuál es la diferencia de potencial aplicada entre las laminas? ¿Cuál es el área de las láminas si la capacidad del condensador es de 2x10-3 µF? ¿Cuál es la energía almacenada? R.-

320 V; 0,1129 m2; 1,024x10-4 J

5.- Se tienen dos condensadores de capacidades C1= 10 µF y C2= 15 µF. El primero se conecta a una diferencia de potencial V1= 2500 V y el segundo a una diferencia de potencial V2= 1000 V. Una vez cargados independientemente, se conectan entre si las armaduras con carga positiva y entre si las armaduras con carga negativa. ¿Cuál es la carga y la diferencia de potencial de la asociación? ¿Cuál es la energía total almacenada? R.-

4x10-2 C; 1600 V; 32J

6.- Si se dispone de condensadores de 15 µF, ¿de que manera pueden asociarse para obtener un condensador de capacidad equivalente a 3 µF? Si los condensadores de 15µF pueden soportar cada uno un voltaje máximo de 200 V, ¿Cuál es la carga en el condensador de capacidad equivalente a 3 µF? ¿Cuál es la energía almacenada ene este condensador? R.-

5 condensadores en serie; 3x10-3 C; 1,5 J

7.- Si se dispone de condensadores de 20 µF ¿de que manera pueden asociarse para obtener un condensador de capacidad equivalente a 80 µF? Si la máxima diferencia de potencial que

pueden soportar los condensadores de 20 µF es de 600 V, ¿Cuál es la carga en el condensador de capacidad equivalente a 80 µF? ¿Cuál es la energía almacenada ene este condensador? R.- 4 condensadores en paralelo; 4,8x10-2 C; 14,4 J 8.- En el circuito (Fig. 1), hallar la capacidad equivalente, la carga total y la energía almacenada. 3µF

6µF

2µF

2µF

2µF

6µF

100V

12µF

Fig. 1

R.-

120V

8µF

24µF

12µF

Fig. 2

2 µF; 2x10-4 C; 0,01 J

9.- En el circuito (Fig. 2), hallar la capacidad equivalente, la carga total y la energía almacenada. R.-

2 µF; 2,4x10-4 C; 1,44x10-2 J

10.- En el circuito (Fig. 3), se tiene que C1= 14 µF, C2= 2 µF y C3= 48 µF. ¿Cuál es la capacidad equivalente del circuito? ¿Cuál es la diferencia de potencial entre B y C? ¿Cuál es la carga de cada condensador? ¿Cuál es la energía almacenada en el circuito? R.-

12 µF; 30 V; 90 V; 1,26x10-3 C; 1,8x10-4 C; 1,44x10-3 C; 8,64x10-2 J

11.- En el circuito (Fig. 4), se tiene que C1= 5 µF, C2= 20 µF, C3= 6 µF y C4= 40 µF. ¿Cuál es la capacidad equivalente del circuito? ¿Cuál es la diferencia de potencial entre B y C? ¿Cuál es la carga de cada condensador? ¿Cuál es la energía almacenada en el circuito? C1

C2

C1 2µF

B

C

C2

C3

C4

120V

A

Fig. 3

R.-

C

C3

120V

A

2µF

B

Fig. 4

8 µF; 24 V; 96 V; 3,84x10-4 C; 3,84x10-4 C; 5,76x10-4 C; 9,6x10-4 C; 5,76x10-2 J