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• Oliver Perez

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Una carga puntual q1 = +2.40 µC se mantiene estacionaria en el origen. Una segunda carga puntual q2 = -4.30 µC se mueve del punto x = 0.150 m, y = 0 al punto x = 0.250 m, y = 0.250 m. ¿Cuánto trabajo realiza la fuerza eléctrica sobre q2? Una carga puntual q1 se mantiene estacionaria en el origen. Se coloca una segunda carga q2 en el punto a, y la energía potencial eléctrica del par de cargas es +5.4 x 10-8 J. Cuando la segunda carga se mueve al punto b, la fuerza eléctrica sobre la carga realiza -1.9 X 10-8 J de trabajo. ¿Cuál es la energía potencial eléctrica del par de cargas cuando la segunda carga se encuentra en el punto b? Las cargas puntuales q1 = +2.00 µC y q2 = -2.00 µC están colocadas en esquinas adyacentes de un cuadrado que tiene una longitud de 3.00 cm por lado. El punto a se encuentra en el centro del cuadrado, y el punto b en la esquina vacía más cercana a q2. Tome el potencial eléctrico como cero a una distancia lejana de ambas cargas. a) ¿Cuál es el potencial eléctrico en el punto a debido a q1 y q2? b) ¿Cuál es el potencial eléctrico en el punto b? c) Una carga puntual q3 = -5.00 µC se mueve del punto a al punto b. ¿Cuánto trabajo se realiza sobre q3 por las fuerzas eléctricas ejercidas por q1 y q2? ¿El trabajo es positivo o negativo?

Las tres partículas con carga de la figura están en los vértices de un triángulo isósceles. Calcule el potencial eléctrico en el punto medio de la base, si q = 7.00 µC.

Dos partículas con carga, cada una de ellas con una magnitud de 2.0 µC, se localizan en el eje de las x. Una está a x = 1.00 m, y la otra está a x = -1.00 m. a) Determine el potencial eléctrico sobre el eje de las y en el punto y = 0.500 m. b) Calcule el cambio en la energía potencial eléctrica del sistema al traer una tercera carga de -3.00 mC desde un punto infi nitamente lejano a una posición en el eje de las y en y = 0.500 m. Cuatro partículas con carga idénticas (q = -10.0 µC) están ubicadas en las esquinas de un rectángulo., Las dimensiones del rectángulo son L = 60.0 cm y W = 15.0 cm. Calcule el cambio en la energía potencial eléctrica del sistema cuando la partícula del vértice inferior izquierdo se coloca en esta posición trayéndola desde el infinito. Suponga que las otras tres partículas permanecen fijas en su posición.

Para fabricar un capacitor de 0.40 µF, ¿cuál debe ser el área de las placas si éstas deben estar separadas por una capa de aire de 2.8 mm? El aire seco sufre un rompimiento eléctrico cuando el campo eléctrico excede un valor aproximado de 3.0 X 106 V/m. ¿Qué cantidad de carga debe localizarse en el capacitor si el área de cada placa es de 6.8 cm2? ¿Cuánta energía está almacenada por el campo eléctrico entre dos placas cuadradas, de 8 cm de lado, separadas por un espacio de 1.3 mm de aire? Las cargas sobre las placas son iguales y opuestas y tienen una magnitud de 420 µC. ¿Cuánta energía debe proveer una batería de 28 V para cargar por completo un capacitor de 0.45 µF y otro capacitor de 0.20 µF cuando se colocan en a) paralelo y b) en serie? c) ¿Cuánta carga fluyó de la batería en cada caso? Cuatro capacitores están conectados como se muestra en la figura a) Encuentre la capacitancia equivalente entre los puntos a y b. b) Calcule la carga de cada uno de los capacitores si Vab = 15.0 V.

Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b en la combinación de capacitores que se muestra en la figura

Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b para el grupo de capacitores conectados como se muestra en la figura. Utilice los valores C1 = 5.00 µF, C2 = 10.00 µF y C3 = 2.00 µF.

Dos capacitores, C1 = 25.0 µF y C2 = 5.00 µF, están conectados en paralelo y cargados mediante una fuente de energía de 100 V. a) Dibuje una diagrama de circuito y calcule la energía total almacenada en ambos capacitores. b) ¿Qué pasaría si? ¿Qué diferencia de potencial se requeriría en las terminales de los dos capacitores conectados en serie, a fin de que esta combinación almacene la misma cantidad de energía que en el inciso a)? Dibuje el diagrama de circuito de este último circuito. Un aficionado a la electrónica quiere construir un capacitor sencillo de 1.0 nF para sintonizar su radio de cristal, con dos láminas de aluminio como placas y algunas hojas de papel entre ellas como dieléctrico. El papel tiene una constante dieléctrica de 3.0, y el espesor de una hoja es de 0.20 mm. a) Si las hojas de papel miden 22 X 28 cm y el aficionado corta el aluminio con las mismas dimensiones, ¿cuántas hojas de papel debe colocar entre las placas para lograr la capacitancia adecuada? b) Suponga que, por conveniencia, él quiere utilizar, en lugar de papel, una sola hoja de cartón con la misma constante dieléctrica pero con espesor de 12.0 mm. ¿Qué área de hoja de aluminio necesitará para hacer sus placas y obtener 1.0 nF de capacitancia? c) Suponga que recurre a la alta tecnología y encuentra una hoja de teflón del mismo espesor que el cartón para utilizarla como dieléctrico. ¿Necesitará un área más grande o más pequeña de teflón en comparación con la de cartón? Explique su respuesta.

El dieléctrico que ha de usarse en un capacitor de placas paralelas tiene una constante dieléctrica de 3.60 y rigidez dieléctrica de 1.60 X 107 V/m. El capacitor debe tener una capacitancia de 1.25 X 10-9 F y debe soportar una diferencia de potencial máxima de 5500 V. ¿Cuál es el área mínima que deben tener las placas del capacitor? Un capacitor de placas paralelas tiene capacitancia C0 = 5.00 pF cuando hay aire entre sus placas. La separación entre las placas es de 1.50 mm. a) ¿Cuál es la magnitud máxima de carga Q que puede colocarse en cada placa si el campo eléctrico entre ellas no debe exceder 3.00 X 104 V/m? b) Se inserta un dieléctrico con K = 2.70 entre las placas del capacitor, llenando por completo el volumen entre ellas. Ahora, ¿cuál es la magnitud máxima de carga en cada placa si el campo eléctrico entre ellas no excede 3.00 X 104 V/m?

De acuerdo al diagrama mostrado en la siguiente figura, encuentre la capacitancia equivalente, así como la carga y el voltaje en cada capacitor.

Encuentre la energía máxima almacenada en cada configuración de capacitores