GUÍA DE EJERCICIOS-6 ELECTRICIDAD-1 CONEXIÓN SERIE PARALELO DE CONDENSADORES

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2 Derechos Reservados Titular del Derecho: INACAP N de inscripción en el Registro de Propiedad Intelectual #. de fecha - -. INACAP GUÍA DE APRENDIZAJE N 6: CONEXIÓN SERIE PARALELO DE CONDENSADORES 1) Determine la capacidad equivalente de tres condensadores de 22 nf, 10 nf y 4,7 nf conectados en serie y luego en paralelo. Página 2 de 7

3 2) Determine la capacidad equivalente de las combinaciones que se muestran a continuación. 6 nf 12 nf 4 pf 9 nf 4 nf 3 pf 6 pf 12 pf 3) Determine el valor de capacitancia que debe tener el capacitor C para que la capacitancia equivalente valga 0,5 µ F. 0,8 uf 0,6 uf 0,2 uf C 4) En los siguientes circuitos determine el voltaje y la carga de cada condensador, la capacidad equivalente y el voltaje y la carga de este equivalente. 650 nf 10 uf 220 V 6 nf 3 nf 3 nf 6 nf 100 V 0,75 uf 5 uf 5) En el siguiente circuito determine la capacidad y el voltaje del condensador equivalente. V1 = 10 V V2 = 20 V Vf 2 mf V2 2 mf V3 2 mf Página 3 de 7

4 V3 = 20 V 6) Un condensador C1 = 20 µ F está cargado a una tensión Vo = 100 V. Las placas del condensador cargado C1, se conectan a las de un condensador descargado C2 = 5 µ F. Determine: a) La carga inicial del condensador C1 b) La diferencia de potencial ( V ) del sistema C1 y C2 en paralelo. c) La carga de cada condensador cuando se conectan en paralelo. C1 Vo= 100 V _ C1 V V C2 antes despues a) Dos condensadores C1 y C2 se conectan en paralelo a una fuente continua de 5V. En estas condiciones determine la carga Q1 y Q2 de cada condensador. C1 = 4µ F C2 = 12 µ F 5V C1 C2 b) En el mismo circuito anterior determine el valor de Q1 y Q2 al introducirse los dieléctricos K1 y K2 respectivamente. K1 = 30 K2 = 20 5V K1 C1 K2 C2 7) Calcular la capacitancia de un condensador de láminas paralelas de área 0,25 cm 2, separadas 3 x 10 6 mm y que no posee dieléctrico ( aire entre sus placas). 8) Un condensador de placas paralelas se conecta a una batería de V 0 = 112 V. Las placas tienen un área de 0,32 m 2 y están separadas una distancia de 2 x 10 5 m. Una vez cargado el condensador descrito, se desconecta de la batería y se introduce un dieléctrico con K = 7 llenando todo el espacio entre placas. Determine: Página 4 de 7

5 a) La capacidad del condensador sin dieléctrico ( C o ). b) La capacidad del condensador con dieléctrico ( C d ). c) El voltaje entre placas del condensador con dieléctrico. Vo C 9) Un condensador plano se construye utilizando un dieléctrico con K = 3 que llena todo el espacio entre placas. Este dieléctrico posee una rigidez dieléctrica de 2 x 10 5 V/cm. Se requiere que el condensador tenga una capacidad de 0,15 µ F y ha de poder soportar una diferencia de potencial máxima de 600 V. Cual es el área mínima que deben tener las placas del condensador? 10) Sea un condensador de placas circulares de 8 cm de radio, separadas una distancia de 1 cm con aire entre placas. Calcular: a) La carga en las placas si se aplica una diferencia de potencial de 100 V b) La capacidad del condensador si entre placas y llenando todo el espacio entre ellas se introduce un dieléctrico con K = 4 Página 5 de 7

6 11) Dibujar las curvas de carga y descarga, tanto para el voltaje como para la corriente, del condensador que se muestra en el siguiente circuito. Indique claramente los valores para, t = τ, t = 5τ y t = 40 seg, tanto para el proceso de carga como para el proceso de descarga. Suponga que el condensador está completamente descargado antes de comenzar a cargarse y que en t = 40 seg el interruptor pasa a la posición B para comenzar el proceso de descarga. A 3,3 KΩ 16 V B 2200 µf 12) En el siguiente circuito suponga que el interruptor se encuentra en la posición A desde hace mucho tiempo. En el interruptor pasa a la posición B. Calcular: a) La constante de tiempo. b) El voltaje del condensador 15 mseg después de que el interruptor pasa a la posición B. c) Indique que sucede con la constante de tiempo y con el voltaje del condensador en t = 15 mseg si la resistencia se aumenta al doble. d) Indique que sucede con la constante de tiempo y con el voltaje del condensador en t = 15 mseg si la capacidad disminuye a la mitad ( suponga R con su valor original de 1KΩ ). A 1 KΩ 5 V B 10 µf 13) Un condensador se encuentra sometido a un proceso de descarga. Si el voltaje inicial en el capacitor es de 100 V y después de transcurridos 10 seg disminuye a 1,06 V calcular la constante de tiempo del circuito RC serie y el voltaje en el capacitor para un tiempo de 17 seg. 14) En el siguiente circuito el condensador se encuentra descargado y en esta condición el interruptor cierra hacia la posición A. Calcular: Página 6 de 7

7 a) La constante de tiempo b) Voltaje y corrienten en el capacitor en. c) Tiempo que tarda en cargarse el capacitor. d) Voltaje, corriente y energía almacenada en el capacitor para un tiempo igual a la constante de tiempo. e) Voltaje, corriente y energía almacenada en el capacitor para t = 50 µ seg. f) Dibujar la tensión en el capacitor y en el resistor durante el proceso de carga. Transcurridos 10 minutos el interruptor cierra hacia la posición B. En esta condición calcular: a) La corriente, la tensión en el capacitor y la tensión del resistor justo en el instante en que el interruptor cierra hacia B. b) Dibujar la tensión del capacitor y del resistor durante el proceso de descarga. A 4 KΩ 10V B 500 pf 1) En el siguiente circuito se mide una tensión de 5 V en el capacitor transcurridos 1,28 seg. desde que se cierra el interruptor. Determinar el valor del capacitor. 15,2 KΩ 13 V C Página 7 de 7

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