Física III (222 Problemas Resueltos)

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Universidad Nacional Mayor de San Marcos (Universidad del Perú, DECANA DE AMERICA) Facultad de Ing. Eléctrica y Electrónica Segundo Examen de Física III Resolver cinco problemas cualesquiera de los doce propuestos. (20 ptos) 01. Dos cuñas de dieléctricos perfectos de constantes 1=2 para 0< < /2 y 2=5 para /2<
05. Se tiene un capacitor de C=4,6 F, inicialmente descargado, se conecta en serie con un resistor de R=7,5 k y una fuente de f.e.m de =125 V y resistencia interna desprecia ble. Instantes después que el circuito se cierra, hallar: I) La caída de tensión a través del capacitor. II) La caída de tensión en el resistor. III) La carga eléctrica en las placas del capacitor. IV) Luego, de transcurrido mucho tiempo de cerrado el circuito, hallar los incisos a) y d). 06. En la Fig.01, el capacitor de placas paralelas con placas de área "A" y distancia de sepa ración entre las placas "d" tiene la región entre estas llena con dos materiales dieléctri cos. Suponga que d>>l y que d>>b. I) Hallar la capacitancia de este capacitor, para: 1=4, 2=3, W=20 cm, l=25 cm, d=8 mm. a) 190,7 pF b) 192,7 pF c) 194,7 pF d) 196,7 pF e) 198,7 pF II) Demostrar que cuando 1= 2 =4 , el resultado se reduce al de un capacitor que contiene un solo dieléctrico, de capacitancia C= o A/d, y evaluar. a) 221 pF b) 223 pF c) 225 pF d) 227 pF e) 229 pF 07. En la Fig.02, en la combinación de capacitores se aplica una diferencia de potencial V, y C 1 se ajusta de modo que el voltímetro entre los puntos "b" y "d" lea cero. Este balan ce ocurre cuando C 1 =4 F. Si C 3 =9 F y C 4 =12 F, hallar el valor de C 2 . a) 1 F b) 2 F c) 3 F d) 4 F e) 5 F 08. Los capacitores C 1 =6 F y C 2 =2 F están cargados como una combinación en paralelo conectada a una batería de 250 voltios. Los capacitores se desconectan de la batería entre si. Luego se conectan la placa positiva a la placa negativa y la placa negativa a la placa positiva. Hallar la carga resultante en cada capacitor. a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 a C 4 C 1 d V 1 2 d V b l b C 3 c C 2 Fig.01 Fig.02 304
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