Download GUIA 2 2016

POTENCIAL ELECTRICO-CAPACITANCIA 2016
GUIA DE PROBLEMAS Nº2
PROBLEMA N°1: Calcular el vector campo eléctrico y el
potencial del sistema de cargas de la figura en P y en Q.
Datos: q1=28 10-9C, q2=-16 10-9 C. Puntos P (1, 0), y Q
(0,1.5) metros
PROBLEMA N°2: Calcular el vector campo eléctrico y el
potencial del sistema de cargas de la figura en el centro del
hexágono regular. Datos:q=10mC, lado =10cm
PROBLEMA N°3:Dos cargas puntuales, q1=40.10-9C y q2=-30.10-9C, se encuentran
separadas 10cm.
a) Calcular el potencial eléctrico en el punto medio entre las dos partículas (punto A) y
en el punto que dista 8 cm de q1 y 6cm de q2 (punto B).
b) Calcular el campo eléctrico en ambos puntos.
c) Calcular el trabajo para transportar una carga q=+25×10-9 C desde B a A y decir si
la carga se desplazará espontáneamente de B a A.
PROBLEMA N°4: Una varilla delgada aislante de longitud L tiene una densidad de carga
uniforme λ. Tómese V=0 en el infinito.
a) Determine el potencial eléctrico en un punto P sobre la mediatriz de la varilla, a
una distancia b del eje x.
b) Si la línea de carga fuera infinita. ¿Se podría obtener el potencial a partir de la
expresión obtenida enla parte a?
PROBLEMA N°5: Se tiene un anillo de radio a y densidad de carga
por unidad de longitud constante. Determine el potencial en un
punto a lo largo del eje x.
FÍSICA II – FACULTAD DE INGENIERÍA - UNSJ
1
POTENCIAL ELECTRICO-CAPACITANCIA 2016
PROBLEMA N°6:Un cilindro muy largo, macizo, de 5cm de radio está uniformemente
cargado en todo su volumen con una densidad de carga de 4.10-6C/m3.
a) Determinar, razonadamente, la expresión del campo eléctrico dentro y fuera del
cilindro.
b) Determinar la diferencia de potencial entre un punto situado en el eje del cilindro y
otro a 15cm del mismo.
PROBLEMA N°7: Aplicando el concepto de potencial eléctrico determine el potencial
eléctrico en un punto dentro de una esfera de radio a con densidad de carga uniforme
(carga por unidad de volumen constante).
PROBLEMA N°8: Una esfera conductora maciza de radio a=2cmy densidad superficial de
carga σ=22x10-9C/m2, se rodea de una esfera conductora de radio interno b=4cmy
externo c=5cm, inicialmente descargada. Calcule:
a) El campo eléctrico E(r) y el potencial eléctrico V(r) en todo el espacio.
b) La diferencia de potencial entre las esferas.
PROBLEMA N°9: Sean dos esferas conductoras de R1=1cm y R2 =2cm. Se comunicó a la
esfera pequeña una carga q=2.10-7C, estando la esfera grande descargada.Calcúlese
a) la carga una vez que se conectan a un alambre delgado
b) la densidad de carga
c) el potencial que adquiere cada esfera después de conectadas.
PROBLEMA N°10:Un condensador plano está constituido por dos armaduras circulares A
y B de radio R=0,6m y distancia d=3mm siendo VAB=600V.
a) Calcular su capacidad y su carga.
Después de aislar el condensador se introduce entre las armaduras un disco metálico D,
paralelo a las armaduras e inicialmente neutro, de espesor x=1mm y radio R=0,6m,
centrado sobre el eje del condensador y equidistante de las armaduras. Calcular de
nuevo la capacidad C' del condensador y la d.d.p. V' entre las armaduras
PROBLEMA N°11: Calcular la capacidad de un condensador esférico de radios a=5cm, y
b=8cm.
PROBLEMA N°12:Dos condensadores están cargados a una diferencia de potencial. Se
desconectan de la fuente y se unen entre sí con polaridad opuesta, es decir, el lado
positivo de un condensador con el lado negativo del otro, y viceversa.
a) Halle la carga inicial de los condensadores.
b) Halle la nueva diferencia de potencial.
c) Determine las cargas finales de los condensadores.
PROBLEMA N°13: Calcule el diámetro de una esfera aislada para que su capacidad sea
de 1µF, siendo el dieléctrico empleado el vacío.
FÍSICA II – FACULTAD DE INGENIERÍA - UNSJ
2
POTENCIAL ELECTRICO-CAPACITANCIA 2016
PROBLEMA N°14:Suponga que dispone de 100 condensadores iguales de 100µF y que la
tensión máxima que cualquiera de ellos puede soportar es de 200V. ¿Cuantos
condensadores deberá de utilizar si le piden construir una capacidad de 300µF para
disponer en paralelo con una batería de 500V?
PROBLEMA N°15:Tienes 3 condensadores de capacidades 2, 4 y 6µF. Calcular la
capacidad equivalente en los siguiente casos:
a) Los 3 en serie.
b) Los 3 en paralelo
c) Los 2 primeros en serie y el tercero en paralelo con el conjunto.
d) Los 2 primeros en paralelo y el tercero en serie con ellos.
PROBLEMA N°16: En la figura siguiente la tensión en los
extremos de la asociación es de 1000V. ¿Qué carga
almacena cada condensador?
PROBLEMA N°17:
Determine la capacidad equivalente del circuito:
PROBLEMA N°18: La capacidad de un condensador plano sin dieléctrico es 10pF. Al
introducir un material de constante dieléctricaεr=4 hasta la mitad del condensador, la
nueva capacidad del sistema es:
A) 50 pF
B) 25 pF
C) 35 pF
D) 205pF
FÍSICA II – FACULTAD DE INGENIERÍA - UNSJ
3