Logo Studenta

FISICA_16_CONDENSADORES_MALGER - Javier Solis

¡Estudia con miles de materiales!

Vista previa del material en texto

¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor 
Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco; Carabayllo Página 1 
5V 8V 12V
I II
3 cm 2 cm
FÍSICA 
SEMANA 16: ΔV EN UN CAMPO UNIFORME. CA 
PACITORES. 
ΔV EN UN CAMPO UNIFORME 
01. Se tiene dos placas metálicas, sometido a los 
potenciales como se muestra en la figura. Halle 
la diferencia de potencial (en V) que existe en-
tre los puntos P y Q. 
A) 4 
 
B) 6 
 
C) 8 
 
D) 10 
 
E) 12 
 
02. La figura muestra tres placas grandes, con-
ductoras, paralelas, con sus respectivos 
potenciales eléctrico y con un campo eléctrico 
uniforme entre ellas. De las siguientes 
afirmaciones in dique la alternativa correcta: 
I. El campo eléctrico en la región I es 100î V/m. 
II. El campo eléctrico en la región II es −200î 
V/m. 
III. El campo eléctrico en la región I es −300î 
V/m. 
A) VVV 
B) VFV 
C) VVF 
D) FVF 
E) FVV 
UNI_2010-II 
 
03. Se muestra un campo eléctrico homogéneo 
y un triángulo isósceles. Determine la 
diferencia de potencial VA−VC, en V. Considere 
BM = √2 m y M es punto medio. 
A) 180 
B) 90 
C) –90 
D) –180 
E) 10 
 
04. Se tiene un campo eléctrico uniforme de 
módulo 5 N/C como se muestra en la figura. La 
abscisa del punto A es XA = −1 m y la abscisa 
del punto B es XB = 4 m. Sean VA y VB los 
potenciales eléctrico en los puntos A y B, 
respectiva-mente. Calcule VA−VB, en volt. 
 
A) −20 
B) −12 
C) 0 
D) +12 
E) +20 
PARCIAL_2008-II 
 
05. A continuación se muestra un campo eléc-
trico homogéneo de módulo 10 kN/C. Determi-
ne la diferencia de potencial VM−VA, en V. Con 
sidere PM = 75 cm. 
A) 3500 
 
B) 7000 
 
C) 4500 
 
D) 9000 
 
E) 1000 
 
CARACTERÍSTICAS ELECTROSTÁTICAS DE 
LOS CONDUCTORES 
06. Respecto a los conductores en equilibrio 
electrostático, indique la veracidad (V) o false-
dad (F) de las siguientes proposiciones: 
I. Toda carga neta se distribuye uniformemente 
en su superficie. 
II. La diferencia de potencial entre dos puntos 
del conductor es cero. 
III. El campo eléctrico dentro del conductor es cero. 
A) VVF B) FFV C) FVV 
D) VFV E) VVV 
 
07. Respecto a conductores en equilibrio 
electrostático, señale la veracidad (V) o 
falsedad (F) de las siguientes proposiciones: 
I. La carga se concentra en mayor cantidad en 
las puntas de los conductores. 
II. Todo el volumen de un conductor posee un 
mismo potencial y es diferente de cero. 
III. La carga neta en un conductor puede estar 
en el interior del mismo. 
A) VFF B) FVF C) VVV 
D) VVF E) FFF 
 
08. Respecto a los conductores sólidos aislados en 
equilibrio electrostático, indique la veracidad (V) 
o falsedad (F) de las siguientes proposiciones: 
I. El campo eléctrico puede tener una 
componente tangencial a la superficie exterior 
del conductor, justo saliendo del conductor. 
Q 
3 cm 
2 cm 
15 cm 
P 
33 V 15 V 
x (m) A B 
37° 
 
¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor 
Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco; Carabayllo Página 2 
II. En un conductor de forma irregular la carga 
se acumula de manera uniforme en la superficie 
exterior del conductor. 
III. Si una persona que se encuentra dentro de 
una caja de Faraday cargada, sin ningún otro 
cuerpo dentro, toca las paredes internas de la 
caja no recibirá descarga alguna. 
A) FFF B) VFF C) FFV 
D) FVV E) VFV 
 
09. Un conductor tiene una densidad de carga 
superficial de 1,2 nC/m2. Halle el módulo del 
campo eléctrico, en N/C, sobre la superficie del 
conductor. (ε0 = 8,85×10−12 C2/N.m2) 
A) 125,6 B) 135,6 C) 145,6 
D) 155,6 E) 165,6 UNI_2011-II 
 
10. Determine la densidad superficial de carga, 
en pC/m2, en una región donde se tiene un 
campo eléctrico de magnitud 60 N/C. 
A) 885 B) 785 C) 631 
D) 531 E) 431 
 
CAPACITORES 
11. Con relación a las siguientes proposiciones 
sobre la capacidad eléctrica, indique verdadero 
(V) o falso (F): 
I. Es una característica de los capacitores. 
II. Depende de la geometría de los capacitores. 
III. Es proporcional a la carga del conductor. 
A) VVV B) VVF C) VFF 
D) FVV E) FFF 
 
12. Indique verdadero (V) o falso (F) según 
corresponda: 
I. La capacitancia de un condensador es 
independiente de la sustancia entre las placas. 
II. La capacitancia de un condensador es 
invariante. 
III. En un condensador de placas paralelas, la 
diferencia de potencial entre las placas (V) se 
relaciona con el campo eléctrico (E) y la 
distancia (d) entre las placas por: ΔV = E d. 
A) FFF B) FFV C) FVV 
D) VVV E) VFF 
 
13. Señale verdadero (V) o falso (F), según 
corresponda a las siguientes proposiciones: 
I. En un condensador, la carga es directamente 
proporcional a la diferencia de potencial y la 
constante de proporcional es llamada 
capacidad eléctrica. 
II. Dado que C = Q/V, entonces si la carga se 
duplica, la capacidad se duplica. 
III. La capacidad eléctrica de un condensador 
siempre es positiva. 
A) VVF B) VFF C) VVV 
D) VFV E) FFV 
 
14. Se muestra un capacitor de placas parale-las 
conectadas a una fuente ideal. Indique ver-
dadero (V) o falso (F) según corresponda a ca-
da proposición: 
I. La placa A esta electrizada positivamente. 
II. Al desconectarse de la fuente el capacitor se 
descarga. 
III. La cantidad de carga que almacena el capa-
citor es 100 μC 
A) VVV 
B) VVF 
C) VFV 
D) FVV 
E) FFF 
 
15. Entre las placas de un condensador plano 
existe un campo uniforme de 400 N/C. Si su 
capacitancia es 20 uF y la separación entre sus 
placas es 2 mm. Determine la carga del 
condensador (en 𝜇C) 
A) 80 B) 160 C) 16 
D) 1,6 E) 0,8 
 
16. Un capacitor de 5 nF de capacidad, se 
conecta a una batería de carro de 12 V y luego a 
un tomacorriente casero de 220 V. ¿Cuál es la 
diferencia de carga, en nC, que almacena entre 
ambos casos? 
A) 60 B) 1 100 C) 1 160 
D) 1 040 E) 1 140 
 
17. Se necesita fabricar un capacitor plano de 
0,885 pF con placas de 1 cm2 de área, ¿Cuál 
debe ser la separación, en mm, entre las placas? 
A) 10 B) 1 C) 0,1 
D) 0,01 E) 100 
 
18. Un condensador de placas planas paralelas 
con área A = 2 cm2 tiene sus placas separadas 
una distancia d = 8,85 mm. Si se aplica un 
voltaje de 100 V a las placas, calcular la carga 
eléctrica, en pC, almacenada en la placa positva. 
(ε0 = 8,85×10–12 C2/N.m2) 
A) 200 B) 20 C) 0,2 
D) 8,85 E) 17,7×1013 
 
¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor 
Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco; Carabayllo Página 3 
19. Un capacitor de placas paralelas tiene 
placas cuadradas de 40 cm de lado, separadas 5 
mm. Si le conecta a 220 V, ¿Cuál será la carga del 
condensador, nC? 
A) 6,23 B) 62,3 C) 1,56 
D) 15,6 E) 7,0 
 
20. Un capacitor de placas paralelas se 
construye con dos hojas metálicas de 7 m ×15 
m, separadas por una capa de aire de 0,50 cm 
de espesor, ¿Qué voltaje, en kV, debe aplicarse 
para que el capacitor adquiera una carga de 10 
mC? 
A) 20,5 B) 35,6 C) 44,5 
D) 53,8 E) 63,8 
 
ENERGÍA ALMACENADA EN UN CAPACITOR 
21. Se emplea un acumulador automotriz, de 12 
V, para cargar un capacitor de 100 uF. 
Determine la energía almacenada en el 
capacitor, en mJ. 
A) 3,6 B) 7,2 C) 14,4 
D) 18,0 E) 24,5 
 
22. Una nube tormentosa tiene una carga de 
900 C y un potencial de 90 MV con respecto al 
terreno, ubicado más debajo de la nube. 
Determine la energía, en 1010 J, que se almacena 
en esta tormenta. 
A) 1 
B) 2 
C) 4 
D) 5 
E) 8 
 
23. Un capacitor de placas paralelas se 
construye mediante dos discos metálicos de 10 
cm de radio separados por un espacio de aire de 
1 mm de espesor. Si se le conecta a 100 V 
¿cuánta energía, en uJ, almacena este 
capacitor?. 
A) 2,78 B) 2,39 C) 1,78 
D) 1,39 E) 0,78 
 
24. Cuando un capacitor plano se carga con 12 
uC, la energía que almacena se mide que es 4 mJ. 
Si la distancia entre las placas del capacitor es 
17,7×10−4 m, determine el área de las placas, 
en m2. 
A) 1,8 B) 2,7 C) 3,6 
D) 4,5 E) 5,4 
 
 
CONEXIONES ESPECIALES 
25. Un capacitor plano descargado se conecta a los 
extremos de una fuente. Si se aumenta la sepa 
raciónentre las placas, podemos afirmar: 
I. La capacitancia permanece constante. 
II. La diferencia de potencial entre las placas del 
capacitor aumenta. 
III. La energía almacenada en el capacitor 
aumenta. 
A) Solo I B) solo II C) Sólo III 
D) I y III E) ninguna 
 
26. Las placas de un capacitor de placas 
paralelas son conectadas a una batería V. Sea d 
la distancia entre las placas y sea U la energía 
electrostática almacenada en el capacitor. Sin 
desconectar la batería, d se aumenta a partir de 
un valor inicial do. ¿Cuál de los gráficos 
representa mejor la dependencia de U con d? 
A) B) C) 
 
 
 
D) E) 
 
UNI_2012-II 
 
 
 
27. Un capacitor plano es conectado a los 
bornes de una batería, luego se desconecta y se 
reduce la separación entre las placas. Sobre la 
capacidad, la carga y la energía, respectiva-
mente, podemos afirmar: 
A) Aumenta, aumenta, disminuye 
B) Aumenta, constante, aumenta 
C) Disminuye, aumenta, aumenta 
D) Disminuye, disminuye, aumenta 
E) Aumenta, constante, disminuye. 
 
28. Un capacitor plano se carga conectando sus 
placas a los bornes de una batería y luego se 
desconecta de la batería. Si el espacio entre las 
pacas se llena con un dieléctrico que tiene una 
permitividad eléctrica doble que la del vacío, 
podemos afirmar: 
I. La capacidad eléctrica disminuye. 
II. La diferencia de potencial entre las placas 
permanece constante. 
III. La energía en el capacitor disminuye. 
do 
U 
d 
U 
d 
do 
U 
d 
do 
U 
d 
do 
U 
d 
do 
¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor 
Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco; Carabayllo Página 4 
 
A) Solo I B) solo II C) solo III 
D) I y II E) II y III 
 
ASOCIACIÓN DE CAPACITORES 
29. Tres condensadores con capacidades C, 2C y 
3C, se conectan de todas las formas posibles, ob- 
teniéndose capacidades equivalentes distintas. 
Calcule la mayor capacidad equivalente posible. 
A) 11C/6 B) 11C/5 C) 4C 
D) 6C E) 36C/5 FINAL_2013-I 
 
30. Cuatro condensadores de capacidades: 18 
μF, 12 μF, 9 μF y 4 μF, se conectan de diferentes 
formas entre sí. Halle la menor capacidad 
equivalente posible en μF. 
A) 8 B) 6 C) 4 
D) 2 E) 1 
 
31. Determine la capacidad, en uF, equivalente 
entre los puntos A y B. Todas las capacidades 
están en uF. 
A) 90 
B) 75 
C) 45 
D) 20 
E) 15 
CEPRE_2009-I 
 
32. Determine la capacidad equivalente entre los 
extremos P y Q. 
A) C/5 
B) C/3 
C) 7C/3 
D) 5C 
E) 7C 
 
33. Si la capacidad equivalente entre los puntos M 
y N es 30 uF, hallar el valor de C, en uF 
A) 10 
B) 20 
C) 30 
D) 60 
E) 70 
34. Si todas las capacidades están en uF, determine 
la capacidad equivalente entre ellos puntos X y Y. 
A) 10 
B) 20 
C) 30 
D) 40 
E) 50 
 
35. Determinar la capacidad equivalente, en uF, 
entre los puntos A y B del arreglo mostrado. 
A) 262 
B) 67 
C) 48 
D) 9 
E) 6 
 
36. Hallar la capacidad equivalente entre los pun-
tos P y Q de la red mostrada. 
A) 11C/4 
B) 4C/11 
C) 6C 
D) 2C/3 
E) 3C/2 
 
ENERGÍA EN LA EQUIVALENTE 
37. Para almacenar energía eléctrica se utilizan 
2 000 condensadores de 5 𝜇F conectados en 
paralelo. Calcule cuánto cuesta cargar este 
sistema en soles hasta 50 kV, si el costo de 1 
kW.h es S/ 0,36 soles. 
A) 1,00 B) 1,25 C) 1,50 
D) 1,75 E) 2,00 UNI_2013-I 
 
38. Se tienen 12 condensadores, de 600 F cada 
uno, conectados en serie a una batería de 1200 
V. ¿Cuál sería el costo de cargarlos si cada kW.h 
cuesta 0,4 soles? 
A) 36 B) 10 C) 8 
D) 4 E) 2 
 
39. Se tiene un sistema de 10 condensadores 
idénticos que se unen en serie. En este caso el 
sistema conectado a una batería almacena 5 mJ 
de energía. Calcule la energía, en J, que almacena 
el sistema si los mismos condensadores se unen 
en paralelo y se conectan a la misma bate-ría. 
A) 0,1 B) 0,2 C) 0,3 
• 
• 
A 
B 
20 
30 
60 
80 
60 
12 
• 
• 
P 
Q 
C 
C 
C 
C 
C 
C 
20 
20 30 
10 
10 
A B 
• • 
C 
C C C 
P Q 
• • 
C 
• 
• 
M 
N 
C 
C 
C 
C 
C 
• 
• 
X 
Y 
40 
20 
30 
70 
60 
¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor 
Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco; Carabayllo Página 5 
D) 0,4 E) 0,5 UNI_2018-I 
 
40. Tres condensadores idénticos se conectan 
en paralelo a una fuente que genera una 
diferencia de potencial V0. Después los tres 
condensadores se conectan en serie, con una 
fuente que genera una diferencia de potencial 
V1. Determine V1 si la energía almacenada en el 
sistema se mantiene igual. 
A) V0 B) 2V0 C) 3V0 
D) 4V0 E) 5V0 UNI_2018-II 
 
CIRCUITOS CAPACITIVOS 
41. En el circuito capacitivo que se muestra 
determine la carga (en μC) en el condensador de 
2 μF. 
A) 10 
B) 20 
C) 40 
D) 80 
E) 120 
*CEPRE_2013-I 
 
42. Determine la diferencia de potencial (en V) 
entre los terminales a y d, del arreglo de 
condensadores mostrado en la figura, si la 
diferencia de potencial entre los puntos b y c es 
de 10 V. 
A) 30 
B) 60 
C) 90 
D) 120 
E) 150 
UNI_2 019-II 
 
43. Determine la carga eléctrica, en uC, alma-
cenada en el capacitor de 10 uF. 
A) 42 
B) 36 
C) 28 
D) 20 
E) 14 
 
 
 
 
44. Para la disposición de capacitores mostrados 
en la figura, determine la energía eléctrica, en μj, 
que almacena el capacitor de 3 µF. 
 
A) 294 
B) 24 
C) 20 
D) 16 
E) 12 
 
45. En la figura se muestra un sistema de 
capacitores, calcule la energía (en uJ) 
almacenada en el condensador de capacidad C1 
= 6 𝜇F 
A) 18 
B) 27 
C) 36 
D) 48 
E) 54 
 
46. Dos condensadores, de capacitancias C1 y 
C2, se encuentran conectados a una batería 
como se indica en la figura. Sean V1 y V2 los 
voltajes entre las placas de estos 
condensadores y Q1 y Q2 las cargas adquiridas 
por ellos. Si se sabe que C1 < C2, indique cuál de 
las siguientes afirmaciones es correcta: 
 
 
 
 
 
 
A) V1 = V2 y Q1 = Q2 B) V1 = V2 y Q1 > Q2 
C) V1 = V2 y Q1 < Q2 D) V1> V2 y Q1 > Q2 
E) V1 < V2 y Q1 < Q2 UNI_2014–II 
 
47. Se carga un condensador de 20 pF 
aplicándole 3×103 V y luego se desconecta de la 
fuente. Después se le conecta en paralelo a un 
condensador descargado de 60 pF. Calcule la 
carga, en nC, en el condensador de 60 pF. 
A) 15 B) 25 C) 35 
D) 45 E) 50 *UNI_2010-I 
 
 
 
 
V 
C1 C2 
14 V 
60 uF 
30 uF 
25 uF 
50 uF 
10 uF 
3 𝜇F 3 𝜇F 
C1 6 𝜇F 11 V 
6 uF 
7 uF 
5 uF 
2 uF 
• • • • 
a b c d 
2 uF 
5 uF 
60 V 
3 μF
 2 μF 
4 μF 
¡EUREKA!, preparando para la UNI …simplemente el mejor 
Magdalena; Los Olivos; Ingeniería; Surco; Carabayllo Página 6 
48. Un capacitor de 2,5 μF se conecta a una 
batería de 9,6 V. Posteriormente se desconecta 
de ella y se conecta con un capacitor de 5 μF, el 
cual no está electrizado; determine la cantidad 
de carga (en μC) final de cada capacitor. 
A) 3; 8 B) 8; 16 C) 12; 12 
D) 4; 20 E) 6; 18 
 
 
49. Un condensador de 10 uF se carga median-
te una batería de 30 V, luego se retira de la fu-
ente y se la conecta en paralelo otro 
condensador de 5 uF (totalmente descargado), 
determine la diferencia de potencial (en V) de 
los condensadores en paralelo. 
A) 10 B) 15 C) 20 
D) 25 E) 30 
 
50. Se carga un condensador de 2 μF con una 
batería de 12 V, y luego se desconecta de la 
batería. En estas condiciones, se le conecta en 
paralelo con otro condensador inicialmente 
descargado y se encuentra que la diferencia de 
potencial disminuye hasta 3 V. Determine la 
capacidad, en μC, del segundo condensador. 
A) 2 B) 4 C) 6 
D) 8 E) 10 CEPRE_2010-II

Otros materiales