Curso de fisica 3, power point de capacitancia. Estudios generales ciencias

1. Capacitancia

2. La capacitancia es una
propiedad que tienen los
conductores y que está
asociada al campo eléctrico.

3. Consideremos dos conductores
descargados.

4. Saquemos una carga +q de uno
de ellos y la llevamos al otro.
+q -q

5. Las cargas establecen un
campo eléctrico.
+q -q
E

6. Entonces hay una diferencia de
potencial V entre los dos
conductores.
+q -q

7. Se define la capacitancia del
sistema a la magnitud

8. La capacitancia sólo depende
de la geometría de los
conductores y el medio en que
se encuentran.

9. Para hallar la capacitancia
a) Poner una carga q y -q en los
conductores
b) Hallar E para todo punto
c) Hallar la diferencia de potencial
V entre ambos conductores
d) Hacer C = q/V

10. Condensador de Placas Paralelas
A
d

11. Condensador Cilíndrico
a
b
L

12. Condensador Esférico
a
b
c

13. Capacitancia de un conductor
aislado
a

14. Condensadores en serie y en
paralelo

15. Serie
C1 C2
q -q
q
-q
V1 V2

16. Paralelo
C1 C2
q1
-q1 -q2
q2
V

17. Se tiene un condensador de
capacitancia C1 con carga q1.
Se le conecta un condensador
descargado de capacitancia C2.
Hallar la carga final de cada
condensador.
Problema

18. C1 C2
q1
-q1

19. C1 C2

20. En el sistema de la figura se
cierra el interruptor S1.
Después de un tiempo largo se
abre el interruptor S1 y se cierra
el interruptor S2. Hallar la
carga de los condensadores en
cada caso.
Problema

21. C1 C2
C3 C4
S1
S2
V

22. C1 C2
C3 C4
S1
S2
V
q1
-q1
q1
-q1
q2
-q2
q2
-q2

23. C1 C2
C3 C4
S1
S2
V
q1
-q1
q1
-q1
q2
-q2
q2
-q2

24. C1 C2
C3 C4
S1
S2
V
q1f
-q1f -q2f
q2f
q3f
-q3f -q4f
q4f

25. Energía de un
condensador
cargado

26. Lo que hemos trabajado hasta
ahora asume implícitamente
que hay un trabajo que realizar
cuando se carga un
condensador según la relación
dW = dqV.

27. Para un condensador aislado su
energía es igual al trabajo que
hay que efectuar para cargarlo.

28. C
q
-q
dq

29. ¿Dónde queda localizada la
energía de un condensador
cargado?
Asumimos que está localizada
en el campo eléctrico del
condensador.

30. Energía de un condensador de
placas paralelas
A
d

32. Energía de un condensador
esférico
a
b
c

33. Se tiene un condensador de
capacitancia C1 con carga q1.
Se le conecta un condensador
descargado de capacitancia C2.
Hallar la energía perdida por el
sistema.
Problema

34. C1 C2
q1
-q1

35. C1 C2

36. Dieléctricos

37. Cuando un condensador está
lleno de un material aislante
(dieléctrico), se encuentra que
la capacitancia aumenta
respecto de un condensador de
las mismas dimensiones sin
aislante.
¿Por qué aumenta la
capacitancia?

38. q
-q
C
V

39. q
-q
kC
V
k

40. q
-q
E
_
+

41. q
-q
E
_
+
_
+
_
+

42. q
-q
E
Ep
_
+
E
k

43. Un condensador tiene en su
interior un dieléctrico de
constante k. La capacitancia
del condensador sin el
dieléctrico es C. Si la
diferencia de potencial entre
las placas es V, hallar la carga
en cada placa.
Problema

44. Un condensador tiene en su
interior un dieléctrico de
constante k. La capacitancia
del condensador incluyendo el
dieléctrico es C. Si la
diferencia de potencial entre
las placas es V, hallar la carga
en cada placa.
Problema

45. Hallar la capacitancia del
sistema mostrado en la figura.
Problema
k1
k2
d2
d1
A

46. Hallar la capacitancia del
sistema mostrado en la figura.
Problema
k1 k2
d
A2
A1

47. A un condensador de placas
paralelas con carga q se le
introduce un dieléctrico de
constante k que llena todo el
espacio entre las placas. Hallar
el trabajo para introducir el
dieléctrico.
Problema

48. C
q
-q
k
x
d