Potencial Eléctrico y Capacitancia

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Questions and Answers

¿Cómo se relaciona el campo eléctrico $\vec{E}$ con el potencial eléctrico $V$?

  • $\vec{E}$ es la derivada temporal de $V$.
  • $\vec{E}$ es el negativo del gradiente de $V$, es decir, $\vec{E} = -\nabla V$. (correct)
  • $\vec{E}$ es la integral de línea de $V$.
  • $\vec{E}$ es directamente proporcional a $V$, es decir, $\vec{E} = kV$.

¿Qué ocurre con la capacitancia de un capacitor de placas paralelas si se duplica la distancia entre las placas y se triplica el área de las placas?

  • La capacitancia se multiplica por 3/2. (correct)
  • La capacitancia se divide por 2/3.
  • La capacitancia se multiplica por 6.
  • La capacitancia se divide por 6.

En un capacitor de placas paralelas, ¿cómo afecta la inserción de un dieléctrico entre las placas a la capacitancia?

  • Aumenta la capacitancia. (correct)
  • La capacitancia se vuelve infinita.
  • No altera la capacitancia.
  • Disminuye la capacitancia.

Si dos capacitores, uno de 2 $μF$ y otro de 4 $μF$, se conectan en serie a una fuente de 12 V, ¿cuál es la carga en el capacitor de 2 $μF$?

<p>32 $μC$ (B)</p> Signup and view all the answers

¿Qué representa una superficie equipotencial?

<p>Una superficie donde el potencial eléctrico es constante. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe mejor la relación entre el campo eléctrico y las superficies equipotenciales?

<p>El campo eléctrico es siempre perpendicular a las superficies equipotenciales. (D)</p> Signup and view all the answers

¿Cómo se calcula la energía almacenada en un capacitor?

<p>$U = \frac{1}{2}CV^2$ (B)</p> Signup and view all the answers

¿Cuál es la unidad de medida de la densidad de energía en un capacitor?

<p>Julios por metro cúbico (C)</p> Signup and view all the answers

Un capacitor de placas paralelas con aire entre sus placas tiene una capacitancia $C_0$. Si se introduce un dieléctrico con constante dieléctrica $κ$ llenando completamente el espacio entre las placas, manteniendo la carga constante, ¿cómo cambia la diferencia de potencial entre las placas?

<p>Disminuye por un factor $κ$. (C)</p> Signup and view all the answers

Se tienen tres capacitores: $C_1 = 1 μF$, $C_2 = 2 μF$ y $C_3 = 3 μF$. $C_1$ y $C_2$ están en serie, y esta combinación está en paralelo con $C_3$. ¿Cuál es la capacitancia equivalente del sistema?

<p>11/3 μF (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

¿Qué es el potencial eléctrico?

Energía potencial por unidad de carga en un punto del espacio.

¿Qué es el gradiente de potencial?

El cambio máximo del potencial eléctrico por unidad de distancia.

¿Qué son las superficies equipotenciales?

Es una superficie donde el potencial eléctrico es constante.

¿Cómo se calcula E a partir de V?

E = -∇V (el campo eléctrico es el negativo del gradiente del potencial).

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¿Qué es un capacitor?

Dispositivo que almacena energía eléctrica.

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¿Qué es la capacitancia?

Medida de la capacidad de un capacitor para almacenar carga eléctrica (C = Q/V).

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¿Tipos de capacitores?

Placas paralelas, cilíndricos y esféricos.

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¿Cómo se combinan los capacitores?

Pueden estar en serie, paralelo o una combinación de ambos.

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¿Qué es la densidad de energía en un capacitor?

Densidad de energía = (1/2)ε₀E².

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¿Qué hacen los dieléctricos en capacitores?

Aumentan la capacitancia al reducir el campo eléctrico entre las placas.

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Study Notes

  • El potencial eléctrico se genera por una distribución uniforme de carga en un punto específico.

Potencial Eléctrico en Conductores Esféricos

  • El potencial eléctrico varía dependiendo de la ubicación, ya sea dentro o fuera de un conductor esférico.

Gradiente de Potencial

  • El gradiente de potencial describe la tasa de cambio del potencial eléctrico en el espacio.

Superficies Equipotenciales

  • Las superficies equipotenciales conectan puntos con el mismo potencial eléctrico, importantes para visualizar campos eléctricos.

Cálculo del Campo Eléctrico (E)

  • El campo eléctrico (E) se puede calcular a partir del potencial eléctrico (V) utilizando el gradiente negativo del potencial.

Capacitores

  • Los capacitores son dispositivos que almacenan energía eléctrica en un campo eléctrico.

Capacitancia

  • La capacitancia se puede definir utilizando parámetros geométricos, como el área y la distancia entre placas, y parámetros eléctricos, como la permitividad del material.

Tipos de Capacitores

  • Capacitores de placa paralela: consisten en dos placas conductoras paralelas separadas por un aislante.
  • Capacitores cilíndricos: formados por dos cilindros coaxiales.
  • Capacitores esféricos: compuestos por dos esferas concéntricas.

Combinación de Capacitores

  • En paralelo: La capacitancia total es la suma de todas las capacitancias individuales.
  • En serie: El inverso de la capacitancia total es la suma de los inversos de las capacitancias individuales.
  • Mixto: Combinación de capacitores en serie y paralelo.

Energía Almacenada en un Capacitor

  • La energía almacenada en un capacitor depende de la capacitancia y el voltaje al que está cargado.

Densidad de Energía

  • La densidad de energía representa la energía almacenada por unidad de volumen en el campo eléctrico de un capacitor.

Capacitores con Dieléctrico

  • Introducir un dieléctrico entre las placas de un capacitor aumenta su capacitancia y permite almacenar más energía.

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