ESCUELA SUPERIOR POLITECNICADE CHIMBORAZO FACULTAD DE MECANICA ESCUELA: MECANICA PARALELO: 4° B CARRERA: INGENIERIA MECANICA ASIGNATURA: FISICA III DOCENTE: ING. MIGUEZ PEREZ TEMA: DEBER DEL SEGUNDO PARCIAL NOMBRES Y APELLIDOS: Andrés Guambuguete. CODIGO: 7174 Riobamba – Ecuador EJERCICIOS PROPUESTOS DE FÍSICA III Y LABORATORIO PARCIAL II Fecha de entrega: 2017-06-09 CAPACITORES 1. Un condensador de capacidad C, inicialmente descargado, está conectado a dos conductores metálicos de longitud L y resistencia despreciable, separados una distancia d. Sobre los mismos desliza una barra conductora de resistencia R. Sobre toda la región en que están los conductores actúa un campo magnético de intensidad B, perpendicular al plano en que están los conductores, como ilustra la figura. En t=0, la barra es puesta en movimiento con velocidad v constante, hasta que sale de la región por el extremo derecho. a) Calcule el voltaje final del condensador, VC y la energía acumulada en él, EC. b) ¿Cuánta energía ED fue disipada en la resistencia? c) Calcule el cociente / , el valor máximo que puede alcanzar y en qué condiciones se aproxima a ese máximo. 2. Considere un condensador de placas paralelas, cada una con un área de 0.2m 2 y separadas una distancia 1cm. A este condensador se le aplica una diferencia de potencial V=3000voltios hasta que el condensador se carga, después de lo cual se desconecta de la batería y el condensador queda aislado. Luego se llena el condensador con un material dieléctrico de constante desconocida K , y se observa que el potencial disminuye a V' = 1000 voltios. Calcule: a). La capacitancia C antes de rellenar el condensador con material dieléctrico; b). La carga libre en cada placa, antes y después de rellenar; c). La capacitancia C’ después; d). La energía almacenada en el condensador, antes y después; e). La constante K. 3. Un condensador de placas paralelas de área A se llena con tres materiales dieléctricos de constantes K1, K2 y K3 y de gruesos d1, d2, d3, como muestra la figura. Hallar la capacitancia. calcule: a) El campo eléctrico entre las mismas b) La densidad de carga superficial c) La capacitancia d) La carga sobre cada placa 5. Se desconecta el capacitor de la fuente de voltaje y se comienza a llenar con aceite (de constante dieléctrica =2) el espacio libre entre las placas.0cm2. a) ¿Cuál es la capacitancia de éste cable? b) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre los dos conductores?. c) El cambio de la energía del capacitor. b) Calcular cómo varía el potencial entre las placas en función de la altura h del aceite.4.6cm2. Después se sumerge el capacitor en agua destilada. 6. c) ¿En cuánto tiempo la diferencia de potencial llega a 100V? . Se establece una diferencia de potencial V = 1kV entre sus placas.8mm. Un capacitor lleno de aire está compuesto de 2 placas paralelas cada una con un área de 7.10 C. si se aplica una diferencia de potencial de 20V a éstas placas. Una vez completamente lleno de aceite (h = L). Suponga que la región entre los dos conductores es aire. Ignore la conductancia del líquido.5cm y un área de placas de 25. a) Calcular la carga en sus placas.58mm que conduce una carga de 8.1 C. Un capacitor de placas paralelas en aire tiene una separación de placas de 1. separadas por una distancia de 1. Determine: a) La carga en las placas antes y después de la inmersión b) La capacitancia y el voltaje después de la inmersión. Las placas están cargadas a una diferencia de potencial de 250V y se encuentran desconectadas de la fuente. se coloca una resistencia R = 1MΩ entre las placas interior y exterior. Un capacitor cilíndrico de altura L = 20 cm. 7. el conductor tiene un diámetro interior de 7.27mm y una carga de -8. contiene inicialmente aire. Un cable coaxial de 50m de largo tiene un conductor interior con un diámetro de 2. radio de placa interior a = 1 cm y radio de placa exterior b = 5cm. de C=10µF de capacidad. Calcule los nuevos voltajes de los capacitores. Las dos centrales se conectan. c) Con el dieléctrico en C1. C6=6 F. para los siguientes datos: VAB = 100V. a) Dibujar el circuito equivalente del sistema.la energía total disipada en la resistencia R. a una fuente de tensión V=120V. se cierra S nuevamente. Considere dos capacitores iguales de placas planas paralelas. a) ¿Cuál es la resistencia entre sus extremos? b)¿Cuál debe ser el diámetro una barra de cobre circular de 1m para que tenga la misma resistencia? Dato: Resistividad del Al=2. V1 y V2. C1 y C2. colocadas a una distancia d entre ellas. Después de un tiempo grande. V1 y V2. C5= 3 F. 8. suponiendo que la placa 3 está a potencial 0 (V3=0). Calcule la energía adicional disipada en la resistencia R después que el sistema alcanza nuevamente el equilibrio. Las placas están inicialmente descargadas y entre ellas hay aire. b) Calcular los potenciales de las placas 1. Se tiene una barra cuadrada de aluminio (Al) de 5mm de lado y 1 metro de largo. C2=1 F. a) Calcule: .7x10-8(Ωm) .8x10-8(Ωm) Resistividad del Cu=1. C7=1 F y C8=2 F. Dado el circuito de la figura. podemos considerar que los voltajes de los capacitores alcanzan valores constantes. ¿cuál es su capacidad? 9. 2 y 4 después de cerrar el interruptor. hallar la carga y el voltaje de cada uno de los capacitores. y las de los extremos se conectan entre sí. a través de un interruptor inicialmente abierto. inicialmente descargados. En t=0 se cierra el interruptor S que los conecta. conectados en serie. d) Considerando que el sistema de cuatro placas constituye un capacitor. Sean cuatro placas metálicas de área A. como indica la figura. b) Se abre S y se introduce un dieléctrico de constante dieléctrica ke=4 entre las placas del capacitor C1. a una diferencia de potencial V. .los voltajes de los capacitores. C1=2 F. C4=5 F. C3=2 F. 11. a través de una resistencia R=1kΩ. PARTE B: RESISTENCIAS 10. c) Calcular las cargas en cada una de las cuatro placas. Hallar la resistencia equivalente de la figura . sabiendo que todas las resistencias presentes tienen el valor de 4Ω. R3=30 Ω. Hallar la resistencia equivalente de la asociación de la figura. suponer que todas las resistencias son iguales. determinar la resistencia equivalente para calcular la corriente i del circuito. Resolver el siguiente circuito y complete la respectiva tabla: R1=10Ω. R6=60 Ω. En el circuito de la figura. 15. R2=20 Ω. calcule el error porcentual. 14.12. R5=50 Ω. se encuentran varias resistencias conectadas en serie y en paralelo. R4=40 Ω. R( Ω) I(A) V(V) P(W) R1 10 R2 20 R3 30 R4 40 R5 50 R6 60 13. . En el circuito mostrado en la figura. En el circuito mostrado en la figura. determinar el valor del voltaje Vx. indicar si X es un elemento activo o pasivo. 18. . 17. determinar el valor de la corriente I r y la potencia en cada elemento de la red. hallar el valor de la resistencia R2 y calcular la potencia en todos los componentes del circuito. Use el método de corrientes de malla para encontrar. a) La corriente i1 b) El valor de tensión o caída de tensión en cada resistencia c) La potencia disipada en R=3Ω.16. 19.e. a) ¿Para qué valor de R es máxima la potencia proporcionada a la resistencia? b) ¿Cuál es la máxima potencia? . 20. y resistencia interior r se conectan en paralelo y entre sus terminales se conecta una resistencia R. Dos baterías de f. como se ve en la figura. en el circuito de la figura. determinar el voltaje y la corriente en cada una de las resistencias. Aplicando las leyes de Kirchhoff.m ε.