Un capacitor de placas paralelas de aire y capacitancia de 245 pF tiene una carga con magnitud de 0.148 mC en cada placa. Las placas están separadas por una distancia de 0.328 mm. a) ¿Cuál es la diferencia de potencial entre las placas? b) ¿Cuál es el área de cada placa? c) ¿Cuál es la magnitud del campo eléctrico entre las placas? d) ¿Cuál es la densidad superficial de carga en cada placa?
Respuestas
Respuesta:
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Explicación:
Para el capacitor de placas paralelas, se obtiene:
a) La diferencia de potencial entre las placas es: V = 604.08 volt
b) El área de cada placa es: S = 9.08*10⁻³m2
c) La magnitud del campo eléctrico entre las placas es: E = 1.84*10⁶ volt/m
d) La densidad superficial de carga en cada placa, es: 1.628*10⁻⁵ C/m2.
La diferencia de potencial, el área de cada placa, la magnitud del campo eléctrico y la densidad superficial de carga se calculan mediante al aplicación de las fórmulas correspondientes a cada uno, de la siguiente manera:
C = 245pF = 245*10⁻¹² F
q = 0.148 mC = 0.148*10⁻⁶ C
V =?
d= 0.328 mm* 1m/1000mm= 3.28*10⁻⁴ m
Fórmula de capacidad C:
C = q/V
Se despeja la diferencia de potencial V :
V = q/C
V = 0.148*10⁻⁶ C /245*10⁻¹² F
V = 604.08 volt
Fórmula de capacidad para condensador de placas paralelas:
C = εo*S/d siendo S el área transversal
Se despaja el área S:
S = C*d/εo
S = 245*10⁻¹² F *3.28*10⁻⁴ m /8.85*10⁻¹² C2/N*m2
S = 9.08*10⁻³m2
V = E*d ⇒E = V/d
E = 604.08 volt/3.28*10⁻⁴ m
E = 1.84*10⁶ volt/m
σ = εo* E = 8.85*10⁻¹² C2/N*m2* 1.84*10⁶ volt/m = 1.628*10⁻⁵ C/m2
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