GUÍA DE EJERCICIOS: COMBINACIÓN DE CAPACITORES

Hola amigos, retomamos actividades en este nuevo año y he aquí la primera publicación de 2018 después de un tiempo de receso.

En esta oportunidad se trata de un post de la linea de física electromagnética, la cual se encuentra por culminar en próximas publicaciones. Espero que estos ejercicios como todos los subidos en este portal les sean de utilidad y los invito a dejar sus dudas e inquietudes en la bandeja de comentarios, así como de resolver las dudas de otras personas si puedes.

Ejercicio #1.

Dos capacitores, C1=5.00 uF y C2=12.00 uF, están conectados en paralelo, y la combinación resultante está conectada a una batería de 9.00 V.
(A)  ¿Cuál es la capacitancia equivalente de la combinación?
(B)  ¿Cuál es la diferencia de potencial a través de cada capacitor?
(C) ¿Cuál es la carga almacenada en cada uno de ellos? 

Ejercicio #2.

Calcule la capacitancia equivalente de la configuración que se muestra en la figura. Todos los capacitores son idénticos con una capacitancia C.

Figura problema 2

Ejercicio #3.

Si se conectan dos capacitores en paralelo, se obtiene una capacitancia equivalente de 9.00 pF, y cuando se conectan en serie, se obtiene una capacitancia equivalente de 2.00 pF. ¿Cuál es la capacitancia de cada uno de ellos?

Ejercicio #4

Si se conectan dos capacitores en paralelo, se obtiene una capacitancia equivalente de Cp y cuando se conectan en serie, se obtiene una capacitancia equivalente de Cs. ¿Cuál es la capacitancia de cada uno de ellos?

Ejercicio #5

Cuatro capacitores están conectados como se muestra en la figura.

(A) Encuentre la capacitancia equivalente entre los puntos a y b.

(B) Calcule la carga de cada uno de los capacitores si se tiene una diferencia de V=15.0 V entre ab.

                                     

Ejercicio #6

Tres capacitores están conectados a una batería, como se muestra en la figura. Sus capacitancias son C1=3C, C2=C y C3=5C.

(A) ¿Cuál es la capacitancia equivalente de este conjunto de capacitores?

(B) Clasifique los capacitores de acuerdo con la carga que almacenan, de la más grande a la más pequeña.

(C) Clasifique los capacitores en base con la diferencia de potencial entre sus terminales, de la más grande a la más pequeña.

(D) ¿Qué pasaría si se incrementa C3? ¿Que ocurre con la carga almacenada en cada uno de los capacitores?

Ejercicio #7

Considere el circuito que se muestra en la figura donde C1=6.00 uF, C2=3.00 uF y una diferencia de potencial de 20.0 V. Primero se carga el capacitor C1, cerrando el interruptor S1. Después este interruptor es abierto, y el capacitor cargado se conecta a otro descargado cerrando S2. Calcule la carga inicia adquirida por C1, así como la carga final en cada uno de los capacitores.

Nota: En el punto B, durante la determinación de la carga final del capacitor 2 (Q2), C2 debe ser reemplazado por 3x10^-6 y no por 9x10^-6 como se muestra en el ejercicio. Sin embargo, el resultado de Q2 es el correcto.

Ejercicio #8

De acuerdo con la especificación de diseño, el circuito temporizador que retarda el cierre de la puerta de un elevador debe tener una capacitancia de 32.0 uF entre los puntos A y B.

(A) Durante la construcción del circuito, se determina que el capacitor de bajo costo pero de larga vida instalado entre ambos puntos tiene una capacitancia de 34.8 uF. A fin de cumplir con la especificación, se puede instalar un capacitor adicional entre dichos puntos. ¿Este capacitor se debe instalar en serie o en paralelo con el capacitor de 34.8 uF? ¿Cuál deberá ser su capacitancia?

Ejercicio #9

Un grupo de capacitores idénticos entre sí se conecta primero en serie y después en paralelo. La capacitancia combinada en paralelo es 100 veces mayor que la correspondiente a la conexión en serie. ¿Cuántos capacitores existen en este grupo?

Ejercicio #10

Considere tres capacitores C1, C2, y C3, y una batería. Si C1 se conecta a la batería, adquirirá una carga de 30.8 uC. En seguida se desconecta C1, se descarga y se desconecta en serie con C2. Cuando esta combinación se conecta a la batería, la carga en Q es de 23.1 uC. Ahora se desconecta el circuito y se descargan los capacitores. Los capacitores C3 y C1 se conectan en serie con la batería, lo que nos da una carga en C1 de 25.2 uC. Si los capacitores C1, C2 y C3, se conectan en serie entre sí y con la batería, después de haberse desconectado y descargado, ¿Cuál sería la carga en C1?

Ejercicio #11

Determine la capacitancia equivalente entre los punto a y b para el grupo de capacitores conectados como se muestra en la figura. Utilice los valores C1=5.00 uF, C2=10.00 uF y C3=2.00 uF.

Ejercicio #12

Si la diferencia de potencial entre los punto a y b en la red descrita en el problema anterior, es de 60.0 V, ¿cuál es la carga almacenada en C3?

Ejercicio #13

Determine la capacitancia equivalente entre los puntos a y b en la combinación de capacitores que se muestra en la figura.