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FISICA II-GIEAI
Ejercicios propuestos semana 4
1.- Un condensador esférico tiene una carga de 3,3 nC cuando está conectado a una diferencia de
potencial de 220 V. Si sus placas están separadas por el vacío, y el radio interno de la carcasa
exterior es 4,0 cm, calcular: a) su capacidad . b) el radio de la esfera interior. c) el campo eléctrico
inmediatamente afuera de la superficie de la esfera interior.
2.- Un dieléctrico de espesor b = 0,50 cm, y permitividad relativa εr = 7,0 se coloca entre las placas
de un condensador plano cuya área es S = 100 cm2 y cuya separación entre placas es d = 1,0 cm .
Mediante una batería, se aplica una tensión entre las placas de 100 V antes de introducir el
dieléctrico. Se desconecta la batería y se introduce el dieléctrico.
Calcular:
a) La capacidad antes de introducir el dieléctrico.
b) La carga libre Q.
c) El campo eléctrico en el hueco que queda entre las placas y el dieléctrico y en el interior
del dieléctrico.
d) La diferencia de potencial entre las placas.
e) La capacidad con dieléctrico.
3.- Se tienen dos condensadores planos idénticos con una superficie A en las placas que están
separadas una distancia d y en posición horizontal. En uno de ellos se dispone una capa de
dieléctrico con permitividad εr1 que ocupa la mitad superior del espacio entre placas y debajo de él
otro dieléctrico con constante εr2 que llena la mitad inferior. En el otro condensador se dispone el
primer dieléctrico ocupando la totalidad del hueco entre placas en su mitad izquierda y el otro llena
la mitad derecha.
Determine:
a) La capacidad en los dos casos.
b) El módulo del vector E en las distintas regiones interiores de cada condensador. Si
ambos condensadores se cargan con Q culombios.
4.- Un capacitor cilíndrico de aire de 15,0 m de largo almacena 3,20 x 10-9 J de energía cuando la
diferencia de potencial entre las placas es de 4,00 V . a) Calcule la magnitud de la carga de cada
conductor. b) Calcule la proporción de los radios de los conductores interior y exterior.
5.- Se dispone de varios capacitores de 0,25 μF . El voltaje a través de cada uno no debe exceder
600 V. Se necesita construir un condensador de 0,25 μF para conectarlo a una diferencia de
potencial de 960 V. a) En un diagrama, muestre la manera de obtener un condensador equivalente
con las propiedades mencionadas. b) Ningún dieléctrico es un aislante perfecto que impida a su
través el flujo de carga. Suponga que el dieléctrico en uno de los condensadores en el diagrama es
un conductor moderadamente bueno. ¿Qué ocurrirá cuando la combinación de condensadores se
conecte a la diferencia de potencial de 960 V?
6.- La Tierra puede considerarse como un condensador de un solo conductor. En combinación con la
ionosfera, que es una capa atmosférica con carga, también es posible considerarla como un
condensador esférico de dos placas, donde la superficie terrestre es la placa negativa. La altura de la
ionosfera es aproximadamente 70 km, y la diferencia de potencial entre ésta y la superficie terrestre
es de alrededor de 350.000 V. Calcule a) la capacidad del sistema, b) la carga total en el
condensador, c) la energía almacenada en el mismo.