Otras carreras Ayuda en problemas de voltaje

[anyel]

Buenas, he estado estudiando, y me he encontrado con 3 puntos que no he podido solucionarlos, les pido por favor me ayuden.


1. Tenemos dos condensadores A y B, conectados a una fuente de voltaje Vo; los dos son de placas plano-paralelas, y son iguales en todo excepto porque el condensador A tiene entre sus placas un dieléctrico de constante ka y el B tiene un dieléctrico de constante kb, tales que Ka<Kb.
a. Es correcto afirmar que en el dieléctrico del B el campo eléctrico será menor que en el dieléctrico del A. Explique.
b. Es correcto afirmar que en los extremos del dieléctrico A se acumulará más carga (en valor absoluto) que en los extremos del B (se refiere a los extremos que están en contacto con las placas del condensador). Explique.

2. En la figura siguiente las capacitancias están dadas en microfaradios. El voltaje de ruptura de cada condensador es de 50 voltios. Calcule el voltaje máximo que se puede colocar entre los extremos sin que los condensadores sufran daño.

Shot at 2011-12-11

3. En el circuito de la figura todos los condensadores tienen capacitancia C; la fuente tiene un voltaje V. Calcule (si es posible) la capacitancia equivalente del condensador que se puede reemplazar por los 4 condensadores mostrados.

Shot at 2011-12-11

Gracias de antemano.

[Al2000]

Re: Ayuda en problemas de voltaje

1a. No, no es correcto. Si los voltajes y las separaciones de placas son iguales, los campos serán iguales (para un campo uniforme, V = E d, siendo "d" la distancia medida a lo largo del campo).

1b. No, no es correcto. El condensador A tiene menos capacidad que el B, luego almacena menos carga estando al mismo potencial.

---

2. Para simplificar el análisis, reduce cada combinación en paralelo a un solo condensador de 40 $\mu$F. La conexión será entonces de tres condensadores en serie, uno de 40 $\mu$F, uno de 10 $\mu$F y otro de 40 $\mu$F. Por estar en serie, la carga en cada condensador es la misma, es decir, se cumple que $C_1 V_1 = C_2 V_2 = C_3 V_3$. En otras palabras, el voltaje aplicado se "reparte" en proporción inversa de cada capacidad. Se concluye que el condensador de 10 $\mu$F soporta el mayor voltaje y este será 4/9 del total. Como este voltaje no debe exceder 50 V, entonces el voltaje máximo será de 50x(9/4) = 112.5 V.

---

3. Ignora el dibujo y concéntrate en el hecho de que los cuatro condensadores comparten los extremos: un extemo de cada condensador está conectado en el centro y el otro extremo de cada condensador se conecta al "marco" o borde, es decir, desde el punto de vista eléctrico, los cuatro condensadores están conectados entre los mismos puntos; luego están en paralelo y la capacidad equivalente es 4C.

Saludos,

Al