f_t_septima_edicion

lámina de porcelana (K = 6) entre las placas del
condensador B y la batería permanece conectada?
*26.43. Tres condensadores, A, B y C, tienen capacitancias
de 2, 4 y 6 ¡jlF, respectivamente. Calcule la capacitancia
equivalente si los tres están conectados en
serie con una fuente de 800 V. ¿Cuáles son la carga
y el voltaje a través del condensador de 4 /xF?
Resp. 1.09 fiF, 873 /xC, 218 V
*26.44. Supongamos que los condensadores del problema
26.43 se conectan nuevamente en paralelo con
la fuente de 800 V. ¿Cuál es ahora la capacitancia
equivalente? ¿Cuáles son la carga y el voltaje a través
del condensador de 4 ,uF?
*26.45. Demuestre que la capacitancia total de un condensador
con placas múltiples que contenga N placas
separadas entre sí por aire está dada por:
Cn =
CN - l)e0A
donde
A es el área de cada placa y d es la separación
entre cada una de ellas.
*26.46. La densidad de energía u de un condensador se define
como la energía potencial (EP) por unidad de
volumen (Ad) del espacio comprendido entre las
placas. Con esta definición y varias fórmulas de este
capítulo encuentre la siguiente relación para hallar
la densidad de energía ir.
1
w = E-
donde E es la intensidad del campo eléctrico entre
las placas.
*26.47. Un condensador entre cuyas placas hay una separación
de 3.4 mm está conectado a una batería de
500 V. Aplique la relación obtenida en el problema
26.46 para calcular la densidad de energía entre las
placas. Resp. 95.7 m J/m 3
Preguntas para la reflexión crítica
26.48. Cierto condensador tiene una capacitancia de 12 /xF
cuando sus placas tiene una separación de 0.3 mm de
espacio vacío. Una batería de 400 V carga las placas
y después se desconecta del condensador, (a) ¿Cuál
es la diferencia de potencial a través de las placas si
se inserta una lámina de baquelita (K = 7) entre las
placas? (b) ¿Cuál es la carga total en las placas? (c)
¿Cuál es la capacitancia con el dieléctrico insertado?
(d) ¿Cuál es la permitividad de la baquelita? (e)
¿Cuánta carga adicional puede acumularse en el condensador
si la batería de 400 V se vuelve a conectar?
Resp. (a) 57.1 V, (b) 4800 ¡jlC, (c) 84.0 /xF,
(d) 6.20 X 10 11 C2/N m2, (e) 28.8 mC
*26.49. Un desfibrilador médico usa un condensador para reanimar
a las víctimas de ataques cardiacos. Suponga
que un condensador de 65 /xF de uno de esos aparatos
se carga hasta 1500 V. ¿Cuál es la energía total
almacenada? Si 25% de esa energía pasa a través de
una víctima en 3 ms, ¿que potencia se descarga?
*26.50. Considere tres condensadores de 10, 20 y 30 ¿xF.
Muestre cómo podrían conectarse para producir la
máxima y la mínima capacitancia equivalente y escriba
una lista de esos valores. Trace en un diagrama la
conexión que daría como resultado una capacitancia
equivalente a 27.5 /xF. Presente una conexión capaz
de producir una capacitancia combinada de 22.0 ¿xF.
Resp. 60 /xF, 7.5 /xF
*26.51. Un condensador de aire de 4 /xF está conectado
a una fuente de diferencia de potencial de 500 V.
Después, el condensador se desconecta de la fuente
y se inserta una lámina de mica (K = 5) entre las
placas. ¿Cuál es el nuevo voltaje en el condensador?
Suponga que se vuelve a conectar la batería de 500
V y calcule la carga final en el condensador. ¿En
qué porcentaje se incrementa la energía total en el
condensador a causa del dieléctrico?
*26.52. Un condensador de 3 /xF y otro de 6 ¡iF están conectados
en serie a una batería de 12 V. ¿Cuál es la
energía total del sistema? ¿Cuál es la energía total si
la conexión se realiza en paralelo? ¿Cuál es la energía
total para cada una de esas conexiones si se usa
mica (K = 5) como dieléctrico en cada uno de los
condensadores? Resp. 0.144 mJ, 0.648 mJ,
0.720 mJ, 3.24 mJ
Capítulo 26 Resumen y repaso 531