Condensadores y capacitores eléctricos – Guía de ejercicios

Bienvenido buen lector a un post mas de la mejor plataforma de ejercicios de matemáticas. Hoy vemos condensador electrolítico o capacitores eléctricos, también encontraras ejercicios resueltos de capacitores electrolíticos.

Un capacitor electrolítico o condensador eléctrico almacena la energía en forma de campo eléctrico a esto se le denomina capacitancia o capacidad acorde a la cantidad de cargas eléctricas que pueda almacenar. Tanto como el capacitor como el condensador electrolítico son dispositivos que almacenan energía eléctrica.

¿Qué es un capacitor o condensador electrolitico?

Un capacitor  eléctrico o también llamado condensador electrolítico es  un elemento o dispositivo que tiene la capacidad de almacenar energía potencial eléctrica y carga eléctrica, esta capacidad se mide en Farad.

¿Cómo se representa la capacitancia?

Se representa por dos placas paralelas y entre ellas hay un material llamado dieléctrico que impide que se unan las cargas positivas y negativas.

Así se representa la capacitancia de los condensadores eléctricos

Características principales de un condensador electrolítico o capacitor eléctrico.

  • Son dispositivos que almacenan carga electrica.
  • Están formados por dos placas metálicas colocadas en forma paralela con una distancia mínima.
  • Si se conecta a un generador de energía se genera una carga del signo opuesto a la otra placa.
  • Los capacitores tienen un cierto limite de almacenamiento de energía.
  •  Son capaces de conducir la energía y son conductores de circuitos de corriente alterna.
  • Si las placas se alejan o se separan la capacidad eléctrica disminuye.

Clasificación de los condensadores o capacitores eléctricos

  • Electroliticos

  • Fijos

  • De plástico

  • De mica

  • C capa electrica doble

  • Variables

  • Cerámicos

A continuación te presento los siguientes problemas resueltos de condensadores eléctricos .

Para resolver ejercicios de capacitores y condensadores electrolíticos utilizaremos las siguientes fórmulas para calcular las incógnitas de los problemas.

Formulas de Capacitancia, Campo eléctrico, Diferencia de potencial, Constante universal

En esta ecuación el área se expresa en m² y la distancia en metros así que escribiremos el resultado de la capacitación en Farads.

Ejercicios de condensadores o capacitores electroliticos



24.1 Un capacitor tiene una capacitancia de 7.28 µF 

¿Qué cantidad de carga debe colocarse en cada una de sus placas para que la diferencia de potencial entre ella sea de 25.ο V?

Ejercicios de capacitancia


24.2 Un capacitor de placas paralelas están separados por una distancia de 3.28 mm y cada una tiene una área de 12.2 cm² cada placa tiene una carga con una magnitud de 4.35 x 10^-3 Coulomb las placas están en el vacío.

  1. ¿Cuál es la capacitancia?
  2. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre placas?
  3. ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico entre placas?

Solución a)
Encontrar la capacitancia

Capacitores en placas paralelas - Ejercicios resueltos

Solución b)

Este apartado nos indica que encontremos la diferencia de potencial.

formula de un capacitor

Podemos sustituir los datos en la calculadora o pasar de notación científica a décimo pero como hacemos este cálculo si nuestro exponente tiene un signo (-) que indica que moverás el punto a la izquierda y si es (+) moverás el punto a la derecha en nuestro caso nos movemos a la izquierda.

Solución c)

Esta es la forma de encontrar el campo eléctrico

Ejercicios de capacitores de placas paralela[anuncio_b30 id=3]


24.3 Un capacitor de placas paralelas de aire y capacitancia de 245 pF tienen una carga con magnitud de 0.148μC  en cada placa. Las placas están separadas por una distancia de 0.328 mm.

  1. ¿Cuál es la diferencia de potencial entre placas?
  2. ¿Cuál es el área de cada placa?
  3. ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico entre placas?
  4. ¿Cuál es la densidad superficial de carga en cada placa?

a)La diferencia entre potencial de placas

Un capacitor de placas paralelas de aire y capacitancia - Ejercicio resuelto

b) Área de cada placa

area de un capacitor de placas paralelas de aire y capacitancia

c) Nos pide que encontremos el campo eléctrico.

Resolviendo el campo eléctrico

d)  Aquí encontraremos la densidad superficial


24.5 Un capacitor de placas paralelas de 10 μf con placas circulares esta conectado a una batería de 10.0 v.

  1. ¿cuál es la carga de la placa?
  2. ¿Cuánta carga habría en las placas si se duplica la superación y el capacitor permaneciera conectado a la batería?
  3. ¿Cuánta carga abría en las placas si el capacitor se conecta a la batería de 10.0 v después de duplicar el radio de cada placa sin modificar su separación?

1) Carga de la placa

 Un capacitor de placas paralelas de 10 μf con placas circulares

 

2) Cual es la carga al duplicar la superacion si el capacitor esta conectado a la batería

Si el capacitor permanece conectado a la batería y la separación entres sus placas se duplica entonces la carga almacenada SE REDUCE A LA MITAD.

solucion b

3) Este apartado nos pide averiguar la carga que habría entre las placas que están conectadas a una batería de 10v.

Cuando el radio el radio se duplica la carga incrementa por un factor de 4.

solucion c


24.6 Un capacitor de placas paralelas de 10 μf esta conectado a una batería de 12. V después que el capacitor se carga por completo, la batería se desconecta sin que haya pérdida de carga en las placas.

  1. Se conecta el voltímetro a través de las placas sin descargarlas ¿Cuál es su lectura?
  2. ¿Cuál sería la lectura del voltímetro sí?⇓
    2.1¿Si la separación de las placas se duplica?
    2.2Si el radio de cada placa se duplica pero la separación entre ellas permanece igual?
  • ) Lectura de un voltimetro conectado a través de las placas sin descargarlas

Cuando el capacitor es conectado a la batería, suficiente carga

fluye sobre las placas para hacer una diferencia de potencial de 12.0 V

  Vab=12.0 V

  • ) ¿Que pasa si la separación de una placa de otra se duplica?
  1. Se Sabe que cuando la distancia es doble el capacitor se reduce a la mitad perro cuando la carga es constante el voltaje se duplica así que nuestra respuesta es 24.0 V porque la carga es constante.
  2. Cuando el radio es doble el Área incrementa por 4 y el voltaje decrece dividiendo por 4 así que nuestra respuesta es…

¿Cual es la separación de dos monedas colocadas paralelamente ?


24.7 Cual debe ser la separación entre dos monedas de un centavo de dólar colocadas en forma paralela para constituir un capacitor de 1.00 pf ¿La respuesta sugiere que justifique tratar las monedad como laminas infinitas?

[anuncio_b30 id=5]     Se nos pide encontrar la distancia para construir el capacitor supondremos que las placas son los centavos por lo cual el radio de un centavo de dólar es 1.0 cm.

 

Cual debe ser la separación entre dos monedas de un centavo de dólar colocadas en forma paralela para constituir un capacitor de 1.00 pf

Sustituimos

Ahora sabemos que la distancia es igual a la constante de permisibilidad multiplicado por el área, dividida por la capacitancia.

Procedemos a calcular el área de la moneda

solucion b

Para calcular mejor el resultado con los mismos daros pasamos de notación científica a decimal.

Ejercicio de las monedas

Bueno lector esto ha sido todo! 😀 espero te haya servido conocer un poco sobre Capacitores y condensadores eléctricos y que hayas entendido con estos ejercicios resueltos.

Ejercicios Resueltos: conversiones de unidades

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