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7. Si se inserta una gran lámina de cobre de grosor l entre las placas de un condensador de placa paralela, el

1.Sí. Si los controladores tienen formas diferentes, incluso si tienen la misma carga, tendrán Diferentes densidades de carga y por lo tanto diferentes campos eléctricos cerca de la superficie. Puede haber un

La carga en el condensador aparecerá en las grandes superficies planas de la lámina de cobre, con el negativo Lado de cobre frente al lado positivo del capacitor. Este arreglo puede ser considerado como

Diferencia de potencial entre ellos. La definición de capacitancia C = Q / V no se puede usar aquí Dos condensadores en serie, cada uno con un espesor de 1 porque se define para el caso donde las cargas en los dos conductores de capacitores son iguales 2 d. La nueva capacitancia neta será y por el contrario. 0C 2. Subestimar. Si la separación entre las placas no es muy pequeña en comparación con el tamaño de la placa, entonces el margen no se puede ignorar y el campo eléctrico (para una carga dada) en realidad será más pequeño. la

Ad

l, por lo que se reducirá la capacitancia del capacitor.

8. Se requiere una fuerza para aumentar la separación de las placas de un condensador aislado porque usted está tirando de una placa positiva lejos de una placa negativa. El trabajo realizado para aumentar la separación va.

La capacitancia es inversamente proporcional al potencial y, para placas paralelas, también es inversamente proporcional

Al aumentar la energía potencial eléctrica almacenada entre las placas. La capacitancia disminuye,

al campo, por lo que la capacitancia será en realidad mayor que la dada por la fórmula.

y el potencial entre las placas aumenta ya que la carga debe permanecer igual.

3. Al ignorar los efectos del campo de margen, la capacitancia disminuiría en un factor de 2, ya que el área de

9. (a) La energía almacenada se cuadruplica, ya que la diferencia de potencial entre las placas se duplica y la

la superposición se reduce en un factor de 2. (Los efectos de la franja pueden ser notables en este

La capacitancia no cambia: 1 2

configuración.)

2U

4. Cuando un condensador se conecta a una batería por primera vez, la carga fluye a una placa. Porque las placas son

(b) La energía almacenada se cuadruplica, ya que la carga se duplica y la capacitancia no cambia:

CV.

(c) Si la separación entre las placas se duplica, la capacitancia se reduce a la mitad. El potencial Separado por un material aislante, la carga no puede cruzar la brecha. Una cantidad igual de carga es la diferencia entre las placas no cambia si el condensador permanece conectado a la batería, por lo que por lo tanto, repele de la placa opuesta, dejándola con una carga que es igual y opuesta a la placa. La energía almacenada también se reduce a la mitad: 2 12 Carga en la primera placa. Los dos conductores de un capacitor tendrán cargas iguales y opuestas. U

CV.

Incluso si tienen diferentes tamaños o formas. 5. Cargue un capacitor de placa paralela usando una batería con un voltaje conocido V. Permita que el capacitor se descargue

10. (c) Si el voltaje a través de un capacitor se duplica, la cantidad de energía que puede almacenar se cuadruplica: 12

a través de una resistencia con una resistencia R conocida y mida la constante de tiempo. Esto permitirá 2U

CV.

cálculo de la capacitancia C. Luego use C = ε0A / d y resuelva para ε0. 11. El dieléctrico será arrastrado hacia el condensador por las fuerzas atractivas electrostáticas entre los 6. Paralelo. La capacitancia equivalente de los tres condensadores en paralelo será mayor que la de los mismos tres capacitores en serie, y por lo tanto almacenarán más energía cuando estén conectados a un determinado

las placas de condensadores y las cargas polarizadas en la superficie del dieléctrico. (Tenga en cuenta que la La adición del dieléctrico disminuye la energía del sistema.)

Diferencia de potencial si están en paralelo.

12. Si la batería permanece conectada al condensador, la energía almacenada en el campo eléctrico del

Placas a la capacitancia sin el dieléctrico. Si se insertara un conductor entre las placas de un

El condensador aumentará a medida que se inserta el dieléctrico. Dado que la energía del sistema aumenta, trabajar

capacitor de tal manera que llenó el hueco y tocó ambas placas, la capacitancia se reduciría a cero ya que la carga fluiría de una placa a la otra. Entonces, la constante dieléctrica de un buen conductor sería

debe hacerse y el dieléctrico deberá ser empujado hacia el área entre las placas. Si esto es ser cero. En libertad, será expulsado. 13. (a) Si el condensador está aislado, Q permanece constante, y 25 do se convierte en y el

1. Una clasificación de la batería en amperios-hora da la cantidad total de carga disponible en la batería. 2. Las reacciones químicas dentro de la célula hacen que los electrones se acumulen en el electrodo negativo. Si el

La energía almacenada disminuye. (b) Si el condensador permanece conectado a una batería para que V no cambie, 1 2 2U

CV se convierte en

los terminales de la batería están conectados en un circuito, luego los electrones fluyen desde el terminal negativo Porque tiene un exceso de electrones. Una vez que los electrones regresan a la celda, el electrolito nuevamente.

2 12 hace que se muevan al terminal negativo. U'

KCV, y la energía almacenada aumenta. 3. Cuando se utiliza una linterna, la energía de la batería se está agotando.

14. Para dieléctricos que consisten en moléculas polares, uno esperaría que la constante dieléctrica disminuya

4. El terminal de la batería del automóvil conectado a "tierra" está realmente conectado a la estructura metálica del

con la temperatura. A medida que aumenta la energía térmica, las vibraciones moleculares aumentarán en coche. Esto proporciona un gran "sumidero" o "fuente" para cargar. El marco metálico sirve de común. amplitud, y las moléculas polares tendrán menos probabilidades de alinearse con el campo eléctrico. 15. Cuando se retira el dieléctrico, la capacitancia disminuye. La diferencia de potencial entre las placas. sigue siendo el mismo porque el condensador todavía está conectado a la batería. Si la diferencia de potencial permanece igual y la capacitancia disminuye, la carga en las placas y la energía almacenada en el El condensador también debe disminuir. (Las cargas vuelven a la batería). El campo eléctrico entre las placas.

tierra para todos los dispositivos eléctricos en el automóvil, y todos los voltajes se miden con respecto a los cuadro. 5. En general, el agua ya está en el pico del grifo, pero no saldrá hasta que la válvula del grifo esté abrió. La apertura de la válvula proporciona la diferencia de presión necesaria para expulsar el agua del surtidor. Lo mismo es esencialmente cierto cuando se conecta un cable a los terminales de una batería. Electrones Ya existen en los cables. La batería proporciona el potencial que hace que se muevan, produciendo un

se mantendrá igual porque la diferencia de potencial entre las placas y la distancia entre las corriente. Las placas permanecen constantes. 16. Para una configuración dada de conductores y dieléctricos, C es la constante de proporcionalidad entre Tensión entre las placas y la carga en las placas. 17. La constante dieléctrica es la relación de la capacitancia de un capacitor con el dieléctrico entre

6. Sí. Podrían tener la misma resistencia si el alambre de aluminio es más grueso. Si las longitudes de los cables son los mismos, entonces las relaciones de resistividad al área de la sección transversal también deben ser las mismas para Las resistencias a ser las mismas. El aluminio tiene una mayor resistividad que el cobre, por lo que si la sección transversal El área del aluminio también es mayor en la misma proporción, los dos cables tendrán la misma resistencia.

7. Si la fem en un circuito permanece constante y la resistencia en el circuito aumenta, menos corriente

12. Cuando se conecta a la misma diferencia de potencial, la bombilla de 100 W consumirá más corriente (P = IV).

Flujo, y la potencia disipada en el circuito disminuirá. Ambas ecuaciones de poder apoyan este resultado.

La bombilla de 75 W tiene la mayor resistencia (V = IR o P = V² / R).

Si la corriente en un circuito permanece constante y la resistencia aumenta, entonces la fem debe aumentar y la potencia disipada en el circuito aumentará. Ambas ecuaciones también apoyan este resultado. Ahi esta

13. La potencia eléctrica transferida por las líneas es P = IV. Si el voltaje a través de las líneas de transmisión es grande, entonces la corriente en las líneas será pequeña. La potencia perdida en las líneas de transmisión es P = I²R. El poder disipado en las líneas será pequeño, porque yo es pequeño.

sin contradicción, porque el voltaje, la corriente y la resistencia están relacionados entre sí por V = IR. 8. Cuando una bombilla se quema, el filamento se rompe, creando una brecha en el circuito para que no fluya la corriente. 9. Si se incrementara la resistencia de un calentador de inmersión pequeño, se desaceleraría el calentamiento proceso. La fem en el circuito formado por el calentador y los cables que lo conectan a la toma de pared.

14. Si el circuito tiene un fusible de 15 A, entonces está clasificado para transportar una corriente de no más de 15 A. Reemplazo del 15Un fusible con un fusible de 25 A permitirá que la corriente aumente a un nivel que es peligrosamente alto para el cableado, lo que podría resultar en sobrecalentamiento y posiblemente un incendio. 15. El ojo humano y el cerebro no pueden distinguir el ciclo de encendido / apagado de las luces cuando se operan en el

Se mantiene a un valor rms constante. Si la resistencia en el circuito aumenta, menos corriente Flujo, y la potencia disipada en el circuito disminuirá, disminuyendo el proceso de calentamiento. 10. La resistencia es proporcional a la longitud e inversamente proporcional al área de la sección transversal.

Frecuencia normal de 60 Hz. A frecuencias mucho más bajas, como 5 Hz, el ojo y el cerebro son capaces de Procese el ciclo de encendido y apagado de las luces y aparecerán como parpadeantes. 16. Los electrones no se "agotan" cuando pasan a través de la lámpara. Su energía se disipa como luz y

(a) Para la menor resistencia, desea conectar los cables para maximizar el área y minimizar la longitud. Calor, pero con cada ciclo de la tensión alterna, su energía potencial se eleva de nuevo. Mientras Por lo tanto, conéctelos opuestos entre sí en las caras que son 2a por 3a. (b) Para la mayor resistencia, desea minimizar el área y maximizar la longitud. Por lo tanto, conectar

los electrones siguen moviéndose (convirtiendo la energía potencial en energía cinética, luz y calor) la lámpara

Los cables a las caras que son 1a por 2a.

permanecerá encendido.

11. Cuando se enciende una luz, el filamento está frío y tiene una resistencia más baja que cuando está caliente. los

17. Inmediatamente después de encender la tostadora, el cable de nicrom se calienta y su resistencia aumenta. Dado que el potencial (rms) a través del elemento permanece constante, la corriente en el elemento de calentamiento debe disminuir

La corriente a través del filamento será mayor debido a la menor resistencia. Esta momentánea corriente alta.

18. No. La energía se disipa en una resistencia, pero la corriente, la tasa de flujo de carga, no se "agota".

calentará el cable rápidamente, posiblemente causando que el filamento se rompa debido a la tensión térmica o se vaporice.

19. En los dos cables descritos, las velocidades de deriva de los electrones serán aproximadamente las mismas, pero la corriente

Después de que la luz ha estado encendida durante algún tiempo, el filamento está a una temperatura alta constante, con una

La densidad, y por lo tanto la corriente, en el cable con el doble de electrones libres por átomo será El doble de grande que en el otro cable.

Mayor resistencia y menor corriente. Como la temperatura es constante, hay menos estrés térmico. en el filamento que cuando la luz se enciende por primera vez.

20. (a) Si la longitud del cable se duplica, su resistencia también se duplica, por lo que la corriente en el cable se duplicará. Se reducirá por un factor de dos. La velocidad de deriva es proporcional a la corriente, por lo que la velocidad de deriva será ser reducido a la mitad. (b) Si el radio del cable se duplica, la velocidad de deriva sigue siendo la misma. (Aunque, como hay más portadores de carga, la corriente se cuadruplicará.) (c) Si la diferencia de potencial se duplica mientras la resistencia permanece constante, la velocidad de deriva y La corriente también se duplicará. 21. Si enciende un aparato eléctrico cuando está afuera con los pies descalzos, y el aparato se corta. a través de usted, la corriente tiene un camino directo a tierra a través de sus pies, y recibirá una severa choque. Si está dentro usando calcetines y zapatos con suelas gruesas, y el aparato se corta, el la corriente no tendrá un camino fácil a tierra a través de usted, y lo más probable es que encuentre una ruta alternativa. Es posible que reciba un shock leve, pero no grave. 26