Download Guía de Física 1: Álgebra Vectorial

GUÍA DE EJERCICIOS 3
Potencial Electrostático
Capacitores
Ing. Francisco Javier Seijas
Problema 1:
Un campo eléctrico uniforme de valor 200 N/C está en la dirección x. Se deja en libertad una carga puntual Q = 3μC inicialmente en
reposo en el origen.
 ¿Cuál es la energía cinética de la carga cuando esté en x = 4m?
 ¿Cuál es la variación de energía potencial de la carga desde x = 0 hasta x = 4m?
 ¿Cuál es la diferencia de potencial V(4m) – V(0)?
2,4x10-2; -2,4x10-2; -8000v
Problema 2:
Un campo eléctrico uniforme tiene el sentido de las x negativa. Los puntos a y b están en el eje x, a en x = 2m y b en x = 6m.
 ¿Es positiva o negativa la diferencia de potencial Vb - Va?
 Si el valor de Vb - Va es 105 v, ¿cuál es el valor del campo eléctrico E?
Positivo; 2,5x104v/m
Problema 3:
Un campo eléctrico uniforme de valor 200 N/C está en la dirección y sentido de las x. hallar el potencial V(x) si se escoge V(x) de
modo que sea:
 Cero para x = 0
 400v en x=0
 Cero para x=1m
V(x)=-200x; V(x)=4000 - 200x; V(x)=200 - 200x (v en voltios y x en metros)
Problema 4:
Una carga positiva de valor 2μC está en el origen.
¿Cuál es el potencial eléctrico V en un punto a 4m del origen respecto al valor V=0 en el infinito?
¿Cuál es la energía potencial cuando se coloca una carga de +3μC en r=4m?
¿Cuánto trabajo debe ser realizado por un agente exterior para llevar la carga de 3μC desde el infinito hasta r=4m admitiendo que se
mantiene fija en el origen otra carga de 2μC?
¿Cuánto trabajo deberá ser realizado por un agente exterior para llevar la carga de 2μC desde el infinito hasta el origen si la carga de
3μC se coloca primeramente en r=4m y luego se mantiene fija?
4,5kv; 1,35 x10-2J; 1,35 x10-2J; 1,35 x10-2J
Problema 5:
Una carga de +3μC está en el origen y otra de -3μC está en el eje x en x=6m.
Hallar el potencial en el eje x en el punto x=3m
Hallar el campo eléctrico en el eje x en el punto x=3m
0; E = 6000i v/m; V(3,01) = -60v; -ΔV/ Δx = 6000 v/m, igual que Ex con esta precisión
Problema 6:
Una hoja infinita de carga tiene una densidad superficial de 1μC/m2 de carga. ¿A qué distancia están entre sí los planos
equipotenciales cuya diferencia de potencial es 100v?
1,77 mm
Problema 7:
Si un condensador de láminas plano-paralelas tiene una separación de 0,1mm, ¿cuál debería ser su área para que tenga una
capacidad de 1F? Si las placas son cuadradas ¿cuál es la longitud de su lado?
1,13x107 m2; 3,36 km
Problema 8:
Se conecta un condensador de 10μF en serie con otro de 20μF y se aplica al conjunto una pila de 6v.
 ¿Cuál es la capacidad equivalente de esta combinación?
 Hallar la carga de cada condensador
 Hallar la diferencia de potencial en cada condensador
466μF
Problema 9:
 Hallar la energía almacenada en un condensador de 20pF cuando se carga hasta 5μC.
 ¿Cuánta energía adicional se requiere para aumentar la carga desde 5 hasta 10μC?
0,625J; 1,875J