FÍSICA Entrega 2 Página 102 – ejercicio 16 Página 100 – ejercicio 1.

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1 FÍSICA Entrega 2 Página 102 – ejercicio 16 Página 100 – ejercicio 1

2 -5 El área de una de las láminas de un condensador es de 0,64 m. Si la separación entre las láminas es de 0,01 mm y entre ella no hay dieléctrico, ¿Cuántos F tiene el condensador? ¿Cuál es el voltaje de la batería si la carga es de 3,2 c? Problema 1 – página 100 2

3 -5 C= E0 · S D C= 8,85· 10 · 0,64 m 1·10 m C= 5,66· 10 F 5,66 · 10 F -12 Primero hay que tener en cuenta que la formula para hallar la capacidad del condensador seria: C= o · S/D; en la cual Eo seria una constante o: 8,85·10 S: seria el área o superficie, expresada en m D: seria la separación entre las láminas -12 2 2 C N · m C N · m 2 2 2 2 -8-2

4 -5 V= Q C V= 3,2· 10 C 5,66·10 F C= 56, 4 V -12 Luego nos piden calcular el voltaje de la batería de 3,2 C. Para esto utilizamos la formula V= Q/C ; en la cuál: V: es el voltaje que queremos hallar Q: es la carga (3,2 C) C: es la capacidad (5,6 ·10 F) -6 -8 De esta forma obtenemos el resultado

5 -5 En la figura que se presenta, se tiene que C1=5 F C2=20 F C3=6 F y C4=40 F. ¿Cuál es la capacidad equivalente del circuito? ¿Cuál es la diferencia de potencial entre A y B? ¿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? Problema 16 – página 102

6 Primero, graficamos las asociaciones entre los condensadores para facilitar la explicación del problema

7 Para hallar la capacidad equivalente, que la llamaremos C1234, debemos primero hallar todas las capacidades y sumarlas en inversa, si los capacitadores se asocian en serie, o linealmente si se asocian en paralelo: 1 1 1 1 1 1 C12 C1 C2 5 20 4 =+=+= C12= 4 MF C123 = C12 + C3 = 4 + 6 C123= 10 MF 1 1 1 1 1 1 C1234 C123 C4 10 40 8 ===++ C1234= 8 MF Capacidad Equivalente

8 Para hallar el voltaje entre el punto A y el punto B, debemos calcular el voltaje del C4 pues es el capacitador que se encuentra entre ambos puntos siendo la diferencia de potencial entre uno y otro, para ello: q1234 = C1234 · V1234 = 8x10 · 120 q1234 = 9,6x10 C -4 -6 Calculamos el valor de la carga 1234 cuyo condensador es producto de la unión en serie de los condensadores C123 y C4, por consiguiente, podemos decir que q123 = q4 = 9,6x10 C; y con esto podemos averiguar cuánto vale la diferencia de potencial entre A y B: -4 V4 q4 9,6x10 C4 40x10 -4 -6 La ddp entre los puntos A y B es de 24V ==

9 Luego aplicamos el mismo procedimiento para hallar el voltaje entre el condensador 123: V123 q123 9,6x10 C123 10x10 == -4 -6 La ddp entre los puntos B y C es de 96V Para hallar las cargas de los condensadores C1, C2 y C3 hacemos lo siguiente: Como el C123 es producto de la asociación en paralelo de los condensadores C12 y C3, podemos decir que: V12 = V3 = 96V; entonces, calculamos las cargas que corresponden con dichos capacitadores: q12 = C12 · V12 = 4x10 · 96 -6 q12 = 3,84x10 C -4

10 q3 = C3 · V3 = 6x10 · 96 -6 q3 = 5,76x10 C -4 Y como el C12 surgió de la asociación en serie entre los condensadores C1 y C2… q1 = q2 = 3,84x10 C -4 A continuación, presentamos todas las cargas del sistema: q1= 3,8x10 C q2= 3,8x10 C q3= 5,76x10 C q4= 9.6x10 C -4 Y por último, calculamos la energía almacenada del sistema: W = ½·q·V = ½ ·9,6x10 ·120 -4 5,76x10 joules -2

11 Integrantes del grupo: Verónica Bond #4 Selene Da silva #9 Analeyth De león #10 Grupo 5, I cs A