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Ejemplo, cómo determinar la energía y la capacidad en un capacitor

Problema n° 5 de capacitores o condensadores

Enunciado del ejercicio n° 5

Un capacitor plano posee una capacidad de 200 µF y la distancia entre sus placas es de 0,6 mm. Si cuando se carga adquiere un potencial de 600 V. ¿Cuál es la energía almacenada y cuál sería la capacidad si la distancia entre sus placas se lleva a 3 mm?

Desarrollo

Datos:

C = 200 µF = 0,0002 F

s1 = 0,6 mm = 0,0006 m

V = 600 V

s2 = 3 mm = 0,003 m

Fórmulas:

U = ½·C·V²

C =ε0·A
s

Solución

Calculamos la energía del capacitor.

U = ½·C·V²

Reemplazamos por los valores y calculamos:

U = ½·0,0002 F·(600 V)²

U = 0,0001 F·360.000 V²

Resultado, la energía del capacitor es:

U = 36 J

Calculamos la capacidad.

Empleamos la fórmula de capacidad para ambos casos:

C1 =ε0·A1
s1
C2 =ε0·A2
s2

El área del capacitor no varía y el medio es el mismo:

A1 = A2 = A

C1 =ε0·A
s1
C2 =ε0·A
s2

Despejamos "ε0·A" e igualamos:

C1·s1 = C2·s2

Despejamos "C2":

C2 =C1·s1
s2

Reemplazamos por los valores y calculamos:

C2 =0,0002 F·0,0006 m
0,003 m

Resultado, la capacidad que posee para una distancia de 3 mm es:

C2 = 0,00004 F

Autor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)

San Martín. Buenos Aires. Argentina.

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