Otras carreras Preguntas sobre capacitores

[solf2]

Hola necesito ayuda con estas preguntas, porque no me sale ninguna

1. Demuestre que la constante dieléctrica de un conductor puede considerarse como infinitamente grande.

2. Un objeto dieléctrico en un campo eléctrico no uniforme experimenta una fuerza neta. ¿Por qué no existe una fuerza neta si el campo es uniforme?

3. Una corriente de agua de la llave puede ser desviada si cerca de ella se coloca una barra cargada. Explique detalladamente cómo sucede esto.

4. El agua tiene una constante dieléctrica elevada (véase la tabla 1). ¿Por qué no se emplea ordinariamente como material dieléctrico en los capacitores?

4. Una lámina dieléctrica se inserta en un extremo de un capacitor de placas paralelas cargado (siendo las placas horizontales y habiendo sido desconectada la batería de carga) y luego se retira. Describa qué sucede. Desprecie la fricción.

6. Un capacitor de placas paralelas se carga mediante una batería, la cual después se desconecta. Entonces se desliza una lámina de material dieléctrico entre las placas. Describa cualitativamente lo que le sucede a la carga, a la capacitancia, a la diferencia de potencial, al campo eléctrico y a la energía almacenada.

7. Un material eléctrico se desliza entre las placas de un capacitor de placas paralelas mientras permanece conectado a una balería. Describa cualitativamente qué le sucede a la carga, a la capacitancia, a la diferencia de potencial, al campo eléctrico y a la energía almacenada. ¿Se requiere trabajo para insertar el material?

[polonio]

Re: Preguntas sobre capacitores

Estaría bien que planteases las dudas una a una porque es más fácil responder y más fácil entender las respuestas. Al intentar contestarte a todas es más fácil que nos equivoquemos (y que nos cansemos).

Bueno, allá va un intento:

1. No estoy de acuerdo con esta pregunta, yo no consideraría que un conductor en equilibrio se pueda considerar con cte. dieléctrica infinita, pero si tu profesor la ha formulado así...

2. La carga neta de los dieléctricos es nula pero como se puede considerar como una distribución de dipolos (donde una carga positiva y otra negativa de la misma intensidad están muy próximas), si el campo es uniforme (vale lo mismo en todos los puntos) la fuerza neta sobre cada dipolo es nula (la suma de la fuerza sobre la carga positiva y la negativa son iguales pero de sentido opuesto). Si el campo no es uniforme, la fuerza sobre cada carga del dipolo tiene sentido opuesto, pero su intensidad ya no tiene por qué ser la misma, luego la fuerza neta sobre cada dipolo no es nula.

3. Pues al ser el agua un dieléctrico, ésta produce un campo eléctrico que interactúa con el campo de la barra cargada.

5. Expresa cómo varía la energía electrostática al introducir la lámina dieléctrica y derivando la energía obtendrás la fuerza eléctrica sobre la lámina. Como es un proceso a carga cte. al estar desconectado de la batería: $\dst F_x =-\left( \frac{\partial U}{\partial x} \right)_{Q=cte.}$

6. Es lo mismo, pero tienes que estudiar todas la propiedades que te dicen. Ten en cuenta que la introducir la lámina tienes el equivalente a dos condensadores en paralelo (la parte al vacío y la parte con el dieléctrico). Al estar desconectado la carga es cte., la capacidad varía, como te he dicho, y, por tanto, varía la diferencia de potencial.

7. Ahora, al estar conectado $V=cte.$: $\dst F_x =\left( \frac{\partial U}{\partial x} \right)_{V=cte.}$

[solf2]

Re: Preguntas sobre capacitores

Puse todas las preguntas en un mismo hilo xq fueron las que no me salieron, y como eran pocas, no quería crear muchos hilos. gracias

[Al2000]

Re: Preguntas sobre capacitores

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1. Demuestre que la constante dieléctrica de un conductor puede considerarse como infinitamente grande.
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1. No estoy de acuerdo con esta pregunta, yo no consideraría que un conductor en equilibrio se pueda considerar con cte. dieléctrica infinita, pero si tu profesor la ha formulado así...

Creo que la idea es que mientras un dieléctrico disminuye el campo en un factor $k$, un conductor anula el campo, comportándose como si se tratase de un dieléctrico en el límite $k \to \infty$.

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6. Es lo mismo, pero tienes que estudiar todas la propiedades que te dicen. Ten en cuenta que la introducir la lámina tienes el equivalente a dos condensadores en paralelo (la parte al vacío y la parte con el dieléctrico).
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Aquí supongo que fué un lapsus y quisiste decir condensadores en serie

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6. Un capacitor de placas paralelas se carga mediante una batería, la cual después se desconecta. Entonces se desliza una lámina de material dieléctrico entre las placas. Describa cualitativamente lo que le sucede a la carga, a la capacitancia, a la diferencia de potencial, al campo eléctrico y a la energía almacenada.

7. Un material eléctrico se desliza entre las placas de un capacitor de placas paralelas mientras permanece conectado a una balería. Describa cualitativamente qué le sucede a la carga, a la capacitancia, a la diferencia de potencial, al campo eléctrico y a la energía almacenada. ¿Se requiere trabajo para insertar el material?

Una respuesta un poco mas al detalle que la de polonio:

6. La carga es constante (está aislado), la capacidad aumenta (por el dieléctrico), la diferencia de potencial disminuye (porque el campo disminuye), el campo eléctrico disminuye (por la polarización del dieléctrico), la energía disminuye (porque la diferencia de potencial del condensador disminuye).

7. La carga aumenta (debido al aumento de la capacidad), la capacidad aumenta (por el dieléctrico), la diferencia de potencial permanece constante (por la batería), el campo eléctrico permanece constante (por la batería), la energía aumenta (porque la carga del condensador aumenta). En este caso la batería contrarresta los efectos causador por el dieléctrico indicados en la respuesta anterior.

Saludos,

Al

[polonio]

Re: Preguntas sobre capacitores

Al, no es un lapsus, es que supongo que el dieléctrico tiene el mismo grosor que la separación entre placas. Si no es así, tenemos un condensador (la parte vacía) en paralelo con la parte parcialmente llena (que a su vez es una asociación serie de la parte vacía y la llena de dieléctrico). Y no creo que lo compliquen tanto (con la pista de la fricción supongo que toca ambas armaduras del condensador). De todas formas, como la pregunta está formulada muy mal, ahí va la figurita:

[Al2000]

Re: Preguntas sobre capacitores

Sorry, injustificadamente me imaginé el otro caso en el cual el dieléctrico no llena la distancia entre las placas.

Saludos,

Al

[polonio]

Re: Preguntas sobre capacitores

No es injustificado, es que no lo explica bien el enunciado y cada uno hemos imaginado una cosa distinta

[solf2]

Re: Preguntas sobre capacitores

No es injustificado, es que no lo explica bien el enunciado y cada uno hemos imaginado una cosa distinta

Tienes razon, algunas estan mal formulada, me imagino que es debido a la traducción del libro. Estas preguntas fueron extraidas del libro resnick 4ta edicion