f_t_septima_edicion

conexión en serie 523
constante dieléctrica 521
descarga de corona 515
dieléctrico 514
farad 514
permitividad 521
rigidez dieléctrica 514
Preguntas de repaso
Comente varios factores que limitan la capacidad de
un conductor para almacenar carga.
Se bombea aire de un depósito de metal a otro, lo
que crea un vacío parcial en uno de ellos y alta presión
en el otro. Al quitar la bomba, la energía potencial
se almacena. La energía es liberada si los
dos depósitos vuelven a conectarse entre sí y ambos
llegan a estar a la misma presión. ¿En qué forma se
asemeja a la carga y la descarga de un condensador
este ejemplo mecánico?
26.3. Con frecuencia se ve que saltan chispas de las correas de
impulsión de cuero de las máquinas. Explique por qué.
26.4. La botella de Leyden es un condensador que consiste
en un frasco de vidrio forrado por dentro y por fuera
con papel de estaño, como se muestra en la figura
26.14. El contacto con el forro interior se realiza mediante
una cadena de metal conectada a la varilla
metálica central. Con base en la figura, explique cómo
se carga el condensador. ¿Qué función desempeña el
alambre a tierra? ¿Qué propósito tiene el vidrio?
26.5. ¿Se puede considerar que un rayo es la descarga de
un condensador? Explique su respuesta.
26.6. Comente la afirmación siguiente: la permitividad es
la medida de la facilidad con la que un dieléctrico
permite el establecimiento de líneas de campo eléctrico
dentro del propio dieléctrico.
26.7. Un dieléctrico con mayor permitividad da lugar al
almacenamiento de mayores cantidades de carga.
Explique esta situación.
26.8. Establezcaladiferenciaentrelarigidezdieléctricadeun
material y su constante dieléctrica. ¿Qué parte desempeña
cada una en el diseño de un condensador?
26.9. El término voltaje de ruptura se usa a menudo
en electrónica en relación con los condensadores.
¿Cómo definiría usted ese término? ¿En qué aspectos
se distingue de la rigidez dieléctrica?
Problemas
Sección 26.2 El condensador
26.1. ¿Cuál es la carga máxima que puede acumularse en
una esfera metálica de 30 mm de diámetro rodeada
de aire?
Resp. 75 nC
Figura 26.14 La botella de Leyden.
26.10. Si dos cargas puntuales están rodeadas por un dieléctrico,
¿aumentará o disminuirá la fuerza que cada
una ejerce sobre la otra?
26.11. La unidad de permitividad es el C2/N • m2. Demuestre
que la permitividad puede expresarse como farad
por metro.
26.12. Demuestre que cada una de las expresiones de la
energía potencial, como aparecen en la ecuación
(26.18), proporciona una unidad de energía apropiada
(el joule).
26.2. ¿Cuánta carga puede acumularse en una esfera metálica
de 40 mm de radio si está sumergida en aceite
de transformador cuya rigidez dieléctrica es de
16 MV/m?
528 Capítulo 26 Resumen y repaso