PROBLEMAS RESUELTOS
DE FÍSICA
ejercicios resueltos de electricidad y magnetismo

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Ejercicios de electricidad y magnetismo

Un condensador que consta de dos placas paralelas muy cerca una de la otra, tiene una capacidad de 1000 pF. La carga sobre cada una de las placas es de 1 Cul.
¿Cual es la diferencía de potencial sobre las placas?
Suponiendo que la carga se mantiene constante, ¿Cual sera la diferencia de potencial entre las placas si la distancia se duplica?
¿Que trabajo es necesario para duplicar la separación entre las placas?

Respuesta al ejercicio 42

La capacidad del condensador viene dada por:
    \( \displaystyle V C = \frac{Q}{V}\rightarrow V = \frac{Q}{C}= \frac{1 Cul.}{1000\times 10^{-12}C/V}= 10^9 V.\)
P ara la segunda parte del enuniado tenemos en cuenta que la capacidad del condensador también viene dada por la expresión :
    \( \displaystyle C= \frac{S}{d}\epsilon_o \)
Por lo tanto si mantenemos al doble la separación entre las placas, la la capacidad disminuirá a la mitad y,enconsecuencia, al ser la carga constante, el voltaje sera el doble.
La energía almacenada por un condensador, es decir el trabajo que es capaz de desarrollar vale,
    \( \displaystyle w = \frac{1}{2}C·V^2 \)
De esa forma, las energías respectivas antes y después de separar las placas serán:
    \( \displaystyle W_1= \frac{1}{2}·C_1·V_1^2 = \frac{1}{2}· 10^{-9}F (10^9V)^2 = 0,5 \times 10^9 J
    \)

    \( \displaystyle W_2= \frac{1}{2}·C_2·V_2^2 = \frac{1}{2}(0,5\times10^{-9}F)(2\times10^9V)^2 = 10^9 J\)
Por lo tanto, el trabajo que hemos de desarrollar para separar las placas será:
    \( \displaystyle W_2 - W_1 = 0,5 \times 10^9 J\)
PROBLEMAS RESUELTOS - ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO
 
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tema escrito por: José Antonio Hervás