ENERGÍA POTENCIAL ELÉCTRICA
PROB 1.- Determinar la energía potencial de una carga de 6nC localizada a 50 mm de otra carga de 80µC. EP = 86.4 mJ
PROB 2.- El punto “A” está 40mm arriba de una carga de -9 µC y el punto de “B” se localiza 60mm abajo de la misma carga. Una carga de –3nC se traslada desde el punto “B” hasta el punto “A”. ¿Cuál es el cambio registrado en la energía potencial?
ΔEP = 2.02 mJ
PROB 3.- ¿A que distancia de una carga de -7mC otra carga de -3nC tendrá una energía potencial de 60mJ? ¿Qué fuerza inicial experimentará la carga de -3nC?
r= 3.15 mm F= 8.16 mN
POTENCIAL ELÉCTRICO
PROB 1.- Determinar el potencial eléctrico en un punto que se encuentra a 6cm de una carga de 8.40µC y determinar la energía potencial de una carga de -2nC colocada en el punto.
V= 1.26 MV EP = 2.5mJ
PROB 2.- Determinar el potencial eléctrico en un punto medio de una recta que une a una carga de -12µC con otra carga de 3µC localizada a 80mm de la primera.
V= -2.02 MV
PROB 3.- Una carga de 45nC se encuentra 68mm a la izquierda de una carga de -9nC. Determinar el potencial eléctrico en un punto que se localiza 40mm a la izquierda de la carga de -9nC.
V= 12.44 KV
PROB 4.- Los puntos A y B se localizan a 68mm y 26mm de una carga de 90µC. Determinar: a).- El potencial eléctrico en cada uno de los puntos b).- La diferencia de potencial entre los dos puntos.
VA = 11.91 M V VB = 31.15 M V V= -19.24 MV
PROB 5.- Una carga de 6µC se encuentra en x=0 sobre el eje de las “x”, y una carga de -2µC se localiza en x= 8cm. Determinar el trabajo realizado para llevar una carga de -3µC desde el punto x=10cm hasta el punto x=3cm. W = 3.24 J
PROB 6.- A cuenta distancia de una carga puntual, el campo eléctrico es de 4x105 N/C. Determinar la distancia a la carga y la magnitud de dicha carga, cuandose le aplica un voltaje de 1200 V.
r = 3 mm Q= 400 pC
PROB 7.- Los puntos “A”, “B” y “C” forman un triángulo equilátero de 10cm por lado, en la base del triángulo ( puntos “A” y “B”) se localizan dos cargas de 8µC y -8 µC. Determinar:
a) El potencial eléctrico en el vértice “C”.
b) El potencial en un punto “D” a 2cm a la izquierda de la carga de –8µC.
c) El trabajo que ha realizado el campo eléctrico al llevar una carga de 2µC del
punto “C” al punto “D”.
a) VC = 0 b) VD = - 2.7 MV c) W = 5.4 J
PROB 8.- Dos placas metálicas están separadas 30mm y con cargas de signo contrario, de tal modo que se tiene un campo eléctrico constante de 6x104 N/C entre ellas en el que se localiza una carga q=4µC. Determinar:
a) La fuerza que se debe realizar en contra del campo eléctrico para mover a “q”.
b) El trabajo que realiza el campo eléctrico.
c) La diferencia de potencial,
d) La energía potencial cuando la carga “q” se desplaza de la placa positiva a la
negativa.
e) El potencial eléctrico generado por la carga “q”
a) F= 24x10-2 N b) W = 7.2 mJ c) V =1.8 KV d) EP= 7.2 mJ e) V = 1.2 MV
PROB 9.- Dos cargas puntuales Q1=6pC y Q 2=-6pC están separadas 12cm, en un plano horizontal. A 4cm a la derecha de Q1 se localiza el punto “A”. Exactamente arriba de ”A” se sitúa otro punto “B” a 6cm, y el punto “C” se encuentra a 4cm a la derecha Q2. Calcular el potencial eléctrico en cada uno de
los puntos VA= 675 mV VB= 208.95 mV VC= -1.01 V
PROB 4.- Una carga de 6µC se encuentra a 30mm de otra carga de 16µC. Determinar: a).-La energía potencial del sistema. b).-La energía potencial si la carga de 6µC se coloca a 5mm de la otra carga. c).-La variación de la energía potencial.
a)EP= 28.8 J b) Ep= 172.8 J c) Ep= 144 J Se incrementa
PROB 5.- ¿Que cambio se registra en la energía potencial cuando una carga de -3nC que está a 8cm de distancia de una carga de -6µC se coloca a 20mm de distancia? ¿Hay decremento de energía potencial?
∆Ep = 6.08 mJ se incrementa
PROB 6.- ¿A que distancia de una carga de -7pC se debe colocar una carga de -12pC para que la energía potencial tenga un valor de 9x10-12 J?
r = 84 mm
PROB 7.- La energía potencial constituida por dos cargas idénticas es de 4.50mJ cuando la separación entre ellas es de 38mm. Determinar la magnitud de las cargas.
Q1=q2=137.84 nC
PROB 8.- Se tienen dos cargas puntuales Q1=12pC y Q2=-12pC separadas 10cm en un plano horizontal. Calcular la energía potencial cuando:
a).- En un punto “A” localizado a 4cm de Q2 se coloca una carga q=4pC.
b).- Q1 se aleja 4cm más de Q2.
a) 3.6 pJ b) 9.25 pJ
PROB 9.- Dos cargas eléctricas Q1=5µC y q2=3µC, generan una energía potencial de 75x10-2 J. Determinar: a).- La distancia de separación de las cargas b).- La fuerza que experimenta la carga q2
a) r = 18 cm b) F = 2.49 N
PROB 10.- Dos cargas eléctricas Q1= 5mC y q2= -7mC están separadas 15mm en un plano horizontal. Un punto A se localiza exactamente arriba de Q1 a 6 mm y un punto B se localiza abajo a 4 mm. Determinar: a).- La energía potencial del sistema b).-El campo eléctrico en A generado por q2 c).- El campo eléctrico en B generado por q2 d).- La fuerza eléctrica del sistema
a)EP = 21 MJ b) E= 241.54x109 N/C c) E= 186.82x109 N/C d) F= 1.4x109 N
POTENCIAL ELÉCTRICO
PROB 1.- Determinar el potencial eléctrico en un punto que se encuentra a 6cm de una carga de 8.40µC y determinar la energía potencial de una carga de -2nC colocada en el punto.
V= 1.26 MV EP = 2.5mJ
PROB 2.- Determinar el potencial eléctrico en un punto medio de una recta que une a una carga de -12µC con otra carga de 3µC localizada a 80mm de la primera.
V= -2.02 MV
PROB 3.- Una carga de 45nC se encuentra 68mm a la izquierda de una carga de -9nC. Determinar el potencial eléctrico en un punto que se localiza 40mm a la izquierda de la carga de -9nC.
V= 12.44 KV
PROB 4.- Los puntos A y B se localizan a 68mm y 26mm de una carga de 90µC. Determinar: a).- El potencial eléctrico en cada uno de los puntos b).- La diferencia de potencial entre los dos puntos.
VA = 11.91 M V VB = 31.15 M V V= -19.24 MV
PROB 5.- Una carga de 6µC se encuentra en x=0 sobre el eje de las “x”, y una carga de -2µC se localiza en x= 8cm. Determinar el trabajo realizado para llevar una carga de -3µC desde el punto x=10cm hasta el punto x=3cm. W = 3.24 J
PROB 6.- A cuenta distancia de una carga puntual, el campo eléctrico es de 4x105 N/C. Determinar la distancia a la carga y la magnitud de dicha carga, cuandose le aplica un voltaje de 1200 V.
r = 3 mm Q= 400 pC
PROB 7.- Los puntos “A”, “B” y “C” forman un triángulo equilátero de 10cm por lado, en la base del triángulo ( puntos “A” y “B”) se localizan dos cargas de 8µC y -8 µC. Determinar:
a) El potencial eléctrico en el vértice “C”.
b) El potencial en un punto “D” a 2cm a la izquierda de la carga de –8µC.
c) El trabajo que ha realizado el campo eléctrico al llevar una carga de 2µC del
punto “C” al punto “D”.
a) VC = 0 b) VD = - 2.7 MV c) W = 5.4 J
PROB 8.- Dos placas metálicas están separadas 30mm y con cargas de signo contrario, de tal modo que se tiene un campo eléctrico constante de 6x104 N/C entre ellas en el que se localiza una carga q=4µC. Determinar:
a) La fuerza que se debe realizar en contra del campo eléctrico para mover a “q”.
b) El trabajo que realiza el campo eléctrico.
c) La diferencia de potencial,
d) La energía potencial cuando la carga “q” se desplaza de la placa positiva a la
negativa.
e) El potencial eléctrico generado por la carga “q”
a) F= 24x10-2 N b) W = 7.2 mJ c) V =1.8 KV d) EP= 7.2 mJ e) V = 1.2 MV
PROB 9.- Dos cargas puntuales Q1=6pC y Q 2=-6pC están separadas 12cm, en un plano horizontal. A 4cm a la derecha de Q1 se localiza el punto “A”. Exactamente arriba de ”A” se sitúa otro punto “B” a 6cm, y el punto “C” se encuentra a 4cm a la derecha Q2. Calcular el potencial eléctrico en cada uno de
los puntos VA= 675 mV VB= 208.95 mV VC= -1.01 V
PROB 1.- Una diferencia de potencial de 110 volts se aplica a través de las placas de un capacitor de placas paralelas. Si la carga en cada placa es de 1200µC, determinar la capacitancia del capacitor.
C= 10.9 µf
PROB 2.- Las placas de un capacitor tienen un área de 0.34m2 y una separación en el aire de 2mm, la diferencia de potencial entra las placas es de 200 volts determinar: a).- La capacidad del capacitor. b).- La intensidad de campo eléctrico entre las placas. c).- Cuanta carga hay en cada placa.
a) C= 1.5 nf b) Q= 300 nC c) E= 100x103 N/C
PROB 3.- ¿Qué diferencia de potencial se requiere para almacenar una carga de 800µCoul en un capacitor de 40µf? V= 20 V
PROB 4.- Entre las placas de un capacitor de 5nf hay una separación de 0.3mm de aire. Determinar la carga en cada placa si se tiene una diferencia de potencial de 400V y el área de cada placa. Q= 2 µCoul A= 0.169 mm2
PROB 5.- Un capacitor cuyas placas tienen un área de 0.6cm2 y una separación de 4mm en el aire, tiene una diferencia de potencial de 300 volts. Determinar:
a).- La capacitancia con dieléctrico aire. b).- La capacitancia con dieléctrico mica (k=5). c).- La intensidad de campo eléctrico para dieléctrico aire.
a) C= 0.13pf b) C= 0.66pf E = 75x103 N/C
PROB 6.- Las dos placas paralelas de un capacitor tienen una separación de 4mm y el área de cada una de ellas es de 0.3cm2, el dieléctrico es de vidrio (k=7.5) y el voltaje es de 800 volts. Determinar: a).- La carga en cada placa. b).- La intensidad de campo eléctrico en las placas.
a) Q= 397.6 pCoul b) E= 200x103 N/C
PROB 7.- Determinar la capacitancia de un capacitor de placas paralelas si el área de cada placa es de 0.8cm2, la separación entre las placas es de 4mm y el dieléctrico es de: a).- Aire y b).- Papel parafinado ( K=2 )
a) C= 0.177 pf b) C= 0.354 pf
PROB 8.- Se desea fabricar un capacitor de placas paralelas de 2nf de capacidad utilizando mica como dieléctrico (k=5), de modo que pueda soportar una diferencia de potencial máxima de 3KV. El campo eléctrico generado es de 200x106 N/C. Calcular el área de las placas del capacitor
A= 6.77 cm2
PROB 9. Las placas de un capacitor tienen área de 4cm2 y una separación de 2mm. Un dieléctrico (k=4.3) se coloca entre las placas y el capacitor se conecta a una fuente de voltaje de 100 volts. ¿Cuánta energía se almacena en el capacitor?
Ep= 38.05 nJ
PROB 10.- Un capacitor tiene una diferencia de potencial de 240 volts, placas con un área de 5 cm2 y una separación entre ellas de 3 mm. Determinar: a).-La capacitancia. b).- El campo eléctrico entre las placas. c).- La carga en cada placa.