Problema n° 5 de capacitores o condensadores - TP06
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. Argentina
Ejemplo, cómo determinar la energía y la capacidad en un capacitor