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CAPÍTULO 25: POTENCIAL ELÉCTRICO Y CAPACITANCIA 22725.19 [I] Un capacitor de placas paralelas tiene una capacitancia de 8.0 F con aire entre sus placas. Determine sucapacitancia cuando entre sus placas se coloca un dieléctrico con constante dieléctrica 6.0.C con dieléctrico K (C con aire) (6.0)(8.0 F) 48 F25.20 [I] Un capacitor de 300 pF se carga a un voltaje de 1.0 kV. ¿Cuál es la carga almacenada?q CV (300 × 10 12 F)(1 000 V) 3.0 × 10 7 C 0.30 C25.21 [I] Una esfera metálica montada sobre una barra aislante tiene una carga de 6.0 nC cuando su potencial es200 V más alto que el de sus alrededores. ¿Cuál es la capacitancia del capacitor formado por la esfera ysus alrededores?C ¼ q V ¼ 6:0 10 9 C¼ 30 pF200 V25.22 [I] Un capacitor de 1.2 F se carga a 3.0 kV. Calcule la energía almacenada en el capacitor.Energía 1 2 qV 1 2 CV 2 1 2 ð1:2 10 6 FÞ(3 000 V) 2 ¼ 5:4 J25.23 [II] La combinación en serie de los dos capacitores que se muestran en la figura 25-6 están conectados a unadiferencia de potencial de 1 000 V. Encuentre: a) la capacitancia equivalente C eqde la combinación, b)la magnitud de las cargas en cada capacitor, c) la diferencia de potencial a través de cada capacitor y d) laenergía almacenada en los capacitores.a)de donde C 2.0 pF.1¼ 1 þ 1 ¼ 1C eq C 1 C 2 3:0 pF þ 16:0 pF ¼ 12:0 pFb) En una combinación en serie, cada capacitor tiene la misma carga (vea la figura 25-1b), que es igual ala carga de la combinación. Entonces, al usar el resultado de a), se obtieneq 1 q 2 q C eqV (2.0 × 10 12 F)(1 000 V) 2.0 nCc) V 1 ¼ q 1¼ 2:0 10 9 CC 1 3:0 10 12 ¼ 667 V ¼ 0:67 kVFV 2 ¼ q 2¼ 2:0 10 9 CC 2 6:0 10 12 ¼ 333 V ¼ 0:33 kVFd) Energía en C 1 1 2 q 1 V 1 1 2 (2.0 × 109 C)(667 V) 6.7 × 10 7 J 0.67 JEnergía en C 2 1 2 q 2 V 2 1 2 (2.0 × 109 C)(333 V) 3.3 × 10 7 J 0.33 JEnergía de la combinación (6.7 3.3) × 10 7 J 10 × 10 7 J 1.0 JEl último resultado también se puede obtener directamente de 1 2 qV o de 1 2 C eq V 2 .Figura 25-6 Figura 25-7www.FreeLibros.com