Ejemplos de preguntas sobre condensadores: circuitos en serie y en paralelo.

11 ejemplos de problemas con condensadores: circuitos en serie y en paralelo.

1. Tiga kapasitor conectados en serie-paralelo como en la imagen de abajo. Si C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 4 μF, entonces la capacidad de reemplazo es…
Discusión
Se sabe que:
Condensador C₁ = 2 μF
Condensador C₂ = 4 μF
Condensador C₃ = 4 μF
Preguntó: Capacidad de reemplazo (C)
Respuesta :
Condensador C₂ Dan C₃ conectados en paralelo. La capacidad de reemplazo es:
C_P = C₂ C +₃ = 4 + 4 = 8 μF
Condensador C₁ Dan C_P conectados en serie. La capacidad de reemplazo es:
1/C = 1/C₁ + 1/C_P = 1/2 + 1/8 = 4/8 + 1/8 = 5/8
C = 8/5 μF

μF = microfaradio (unidad de capacitancia eléctrica ) . 1 μF = 10⁻⁶ ^faradios.

2. Tres condensadores están conectados en serie y en paralelo como se muestra en la figura siguiente. Si C₁ = 2 μF, C₂ = 4 μF, C₃ = 6 μF, C₄ = 5 μF y C₅ = 10 μF, entonces la capacidad de reemplazo es…
Discusión
Se sabe que:
Condensador C₁ = 2 μF
Condensador C₂ = 4 μF
Condensador C₃ = 6 μF
Condensador C₄ = 5 μF
Condensador C₅ = 10 μF
Preguntó: Capacidad de reemplazo (C)
Respuesta :

Condensador C₂ Dan C₃ conectados en paralelo. La capacidad de reemplazo es:

C_P = C₂ C +₃
C_P = 4 + 6
C_P = 10 μF

Condensador C₁, C_P, C₄ Dan C₅ conectados en serie. La capacidad de reemplazo es:

1/C = 1/C₁ + 1/C_P + 1/C₄ + 1/C₅
1/C = 1/2 + 1/10 + 1/5 + 1/10
1/C = 5/10 + 1/10 + 2/10 + 1/10
1/C = 9/10
C = 10/9 μF

3. Buscadores de ayudas existentes:₁ = 3 μF, C₂ = 4 μF y C₃ = 3 μF. Los tres capacitores están conectados en serie y en paralelo. ¡Determina la energía eléctrica en el circuito!
Discusión
Se sabe que:
Condensador C₁ = 3 μF
Condensador C₂ = 4 μF
Condensador C₃ = 3 μF
Preguntó: Capacidad de reemplazo (C)
Respuesta :

Condensador C₂ Dan C₃ conectados en paralelo. La capacidad de reemplazo es:

C_P = C₂ C +₃
C_P = 4 + 3
C_P = 7 μF

Condensador C₁ Dan C_P conectados en serie. La capacidad de reemplazo es:

1/C = 1/C₁ + 1/C_P
1/C = 1/3 + 1/7
1/C = 7/21 + 3/21
1/C = 10/21
C = 21/10
C = 2,1 μF
C = 2,1x10^-6 F

Energía eléctrica en el circuito:

E = ½ CV²
E = ½ (2,1 x 10^-6) (12²)
E = ½ (2,1 x 10^-6(144)
E = (2,1 x 10^-6(72)
E = 151,2 x 10^-6 Joule
E = 1,5 x 10^-4 Joule

4. ¡Observa el diagrama del circuito del condensador que aparece al lado! La carga total en el circuito del condensador es… (1 μF = 10⁻⁶ ^F )

A. 1,50 μC

B. 2,75 μC

C. 3,50 μC

D. 4,50 μC

E. 4,75 μC

Discusión

Se sabe que:

Condensador 1 (C ₁ ) = 3 μF

Condensador 2 (C ₂ ) = 3 μF

Condensador 3 (C ₃ ) = 3 μF

Condensador 4 (C ₄ ) = 2 μF

Condensador 5 (C ₅ ) = 3 μF

Voltaje (V) = 3 voltios

Pregunta: Carga total en el circuito del condensador (Q)

Respuesta :

Condensador de repuesto

Los condensadores C ₁ , C ₂ y C ₃ están conectados en serie. Condensadores de repuesto:

1/C ₁₂₃ = 1/C ₁ + 1/C ₂ + 1/C ₃ = 1/3 + 1/3 + 1/3 = 3/3

C ₁₂₃ = 3/3 = 1 μF

Los condensadores C123 _y C4 _están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:

C ₁₂₃₄ = C ₁₂₃ + C ₄ = 1 + 2 = 3 μF

Los condensadores C ₁₂₃₄ y C ₅ están conectados en serie. Condensador de repuesto:

1/C = 1/C ₁₂₃₄ + 1/C ₅ = 1/3 + 1/3 = 2/3

C = 3/2 μF

C = 3/2 x ^10⁻⁶ F

Carga eléctrica total

La carga eléctrica en el condensador de reemplazo es igual a la carga total en el circuito del condensador.

Q = VC = (3 voltios)(3/2 x 10⁻⁶ ^faradios ) = 6/2 x ^10⁻⁶ culombios

Q = 9/2 microculombios = 9/2 μC

Q = 4,5 μ C

La respuesta correcta es D.

5. ¡Mira el diagrama del circuito del condensador en el lateral! Si el valor de cada condensador C₁ = C₂ = 2 μF, C₃ = C₄ = 1 μF y C₅ = 4 μF, entonces el valor de carga total en el circuito es… (1 μF = 10^-6 F)

A. 1/7 μC

B. 2/7 μC

C. 4/7 μC

D. 6/7 μC

E. 1 μC

Discusión

Se sabe que:

Condensador 1 (C ₁ ) = 2 μF

Condensador 2 (C ₂ ) = 2 μF

Condensador 3 (C ₃ ) = 1 μF

Condensador 4 (C ₄ ) = 1 μF

Condensador 5 (C ₅ ) = 4 μF

Voltaje (V) = 1,5 voltios

Se busca: Carga total en el circuito (Q)

Respuesta :

Condensador de repuesto

Los condensadores C3 _y C4 _están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:

C ₃₄ = C ₃ + C ₄ = 1 + 1 = 2 μF

Los condensadores C ₅ , C ₁ , C ₂ y C ₃₄ están conectados en serie. Condensadores de repuesto:

1/C = 1/C ₅ + 1/C ₁ + 1/C ₂ + 1/C ₃₄

1/C = 1/4 + 1/2 + 1/2 + 1/2

1/C = 1/4 + 2/4 + 2/4 + 2/4

1/C = 7/4

C = 4/7 μF

C = 4/7 x ^10⁻⁶ F

Carga eléctrica total

La carga eléctrica en el condensador de reemplazo es igual a la carga total en el circuito :

Q = VC = (1,5 voltios)(4/7 x 10⁻⁶ ^faradios ) = 6/7 x ^10⁻⁶ culombios

Q = 6/7 microculombios

Q = 6/7 μ C

La respuesta correcta es D.

6. ¡Observa el siguiente circuito de condensador! La carga total en el circuito es…

A. 20 µC

B. 40 μC

C. 60 μC

D. 80 μC

E. 160 μC

Discusión

Se sabe que:

Condensador 1 (C ₁ ) = 3 μF

Condensador 2 (C ₂ ) = 3 μF

Condensador 3 (C ₃ ) = 4 μF

Condensador 4 (C ₄ ) = 4 μF

Condensador 5 (C ₅ ) = 8 μF

Voltaje (V) = 10 voltios

Se busca: Carga total en el circuito (Q)

Respuesta :

Condensador de repuesto

Los condensadores C ₁ y C ₂ están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:

C ₁₂ = C ₁ + C ₂ = 3 + 3 = 6 μF

_Los condensadores C3 _y C4 están conectados en serie. Condensador de repuesto:

1/C ₃₄ = 1/C ₃ + 1/C ₄ = 1/4 + 1/4 = 2/4

C ₃₄ = 4/2 = 2 μF

Los condensadores C ₁₂ , C ₃₄ y C ₅ están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:

C = C ₁₂ + C ₃₄ + C ₅ = 6 + 2 + 8 = 16 μF = 16 x 10 ^-6 Faradios

Carga eléctrica total

La carga eléctrica en el condensador de reemplazo es igual a la carga total en el circuito del condensador.

Q = VC = (10 voltios)( 16 x 10⁻⁶ ^faradios ) = 160 x ^10⁻⁶ culombios

Q = 160 microculombios = 160 μC

La respuesta correcta es E.

7. ¡Observa el diagrama del circuito del condensador que está al lado! La cantidad de energía eléctrica en el circuito es… (1 µF = 10^-6 F)

A. 65 x 10^-6 Joule
B. 52 x 10^-6 Joule
C. 39 x 10^-6 Joule
D. 26 x 10^-6 Joule
E. 13 x 10^-6 Joule

Discusión
Es conocida :
Condensador 1 (C₁) = 3 µF
Condensador 2 (C₂) = 1 µF
Condensador 3 (C₃) = 2 µF
Condensador 4 (C₄) = 6 µF
Condensador 5 (C₅) = 4 µF
Voltaje eléctrico (V) = 5 voltios
Preguntó : Energía eléctrica en el circuito
Mandíbula :

Condensador de repuesto para circuito de condensadores en serie-paralelo
Los condensadores 2 y 3 están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:
C_A = C₂ C +₃ = 1 + 2 = 3 µF
Los condensadores 1, A y 4 están conectados en serie. Condensador de repuesto:
1 / C_B = 1/C₁ + 1/C_A + 1/C₄ = 1/3 + 1/3 + 1/6 = 2/6 + 2/6 + 1/6 = 5/6
C_B = 6/5 µF
Los condensadores B y 5 están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:
do = do_B C +₅ = 6/5 + 4 = 6/5 + 16/4 = 24/20 + 80/20 = 104/20 = 5,2 µF
C = 5,2x10^-6 Faradio
Energía eléctrica en el circuito
E = ½ CV² = ½ (5,2 x 10^-6) (5²) = (2,6 x 10^-6(25)
E = 65 x 10^-6 Joule
La respuesta correcta es A.

8. ¡Observa el siguiente diagrama del circuito del condensador! La cantidad de energía eléctrica en este circuito combinado de condensadores es… (1 µF = 10^-6 F)

A. 0,6 x 10^-3 Joule
B. 1,2 x 10^-3 Joule
C. 1,8 x 10^-3 Joule
D. 2,4 x 10^-3 Joule
E. 3,0 x 10^-3 Joule

Discusión
Es conocida :
Condensador 1 (C₁) = 4 µF
Condensador 2 (C₂) = 6 µF
Condensador 3 (C₃) = 12 µF
Condensador 4 (C₄) = 2 µF
Condensador 5 (C₅) = 2 µF
Voltaje eléctrico (V) = 40 voltios
Preguntó : Energía eléctrica en el circuito
Mandíbula :
Condensador de repuesto para circuito de condensadores en serie-paralelo
Los condensadores 1, 2 y 3 están conectados en serie. Condensador de repuesto:
1 / C_A = 1/C₁ + 1/C₂ + 1/C₃ = 1/4 + 1/6 + 1/12 = 3/12 + 2/12 + 1/12 = 6/12
C_A = 12/6 = 2 µF
Los condensadores 4 y 5 están conectados en serie. Condensador de repuesto:
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/2 + 1/2 = 2/2
C_B = 2/2 = 1 µF
Los condensadores A y B están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:
do = do_A C +_B = 2 + 1 = 3 µF
C = 3x10^-6 Faradio
Energía eléctrica en el circuito
E = ½ CV² = ½ (3 x 10^-6) (40²) = (1,5 x 10^-6(1600)
E = 2400 x 10^-6 = 2,4 x 10^-3 Joule
La respuesta correcta es D.

9. Observa el siguiente diagrama de circuito capacitivo. La energía almacenada en el circuito eléctrico anterior es…
A. 576 julios
B. 288 julios
C. 144 Julios
D. 72 Julios
E. 48 Julios
Discusión
Es conocida :
Condensador 1 (C₁) = 4 F
Condensador 2 (C₂) = 4 F
Condensador 3 (C₃) = 4 F
Condensador 4 (C₄) = 4 F
Condensador 5 (C₅) = 2 F
Voltaje eléctrico (V) = 12 voltios
Preguntó : Energía eléctrica en el circuito
Mandíbula :
Mandíbula :
Condensador de repuesto para circuito de condensadores en serie-paralelo
Los condensadores 1, 2 y 3 están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:
C_A = C₁ C +₂ C +₃ = 4 + 4 + 4 = 12 F
Los condensadores 4 y 5 están conectados en paralelo. Condensador de repuesto:
C_B = C₄ C +₅ = 4 + 2 = 6 F
Los condensadores A y B están conectados en serie. Condensador de repuesto:
1/C = 1/C_A + 1/C_B = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C = 12/3 = 4 Faradios
Energía eléctrica en el circuito
E = ½ CV² = ½ (4)(12²) = (2)(144)
E = 288 julios
La respuesta correcta es B.

10. ¡Observa el circuito a continuación! La magnitud de la carga en el condensador C₅ es….

A. 36 culombios
B. 24 culombios
C. 12 culombios
D. 6 culombios
E. 4 culombios

Discusión
Se sabe que:
Condensador 1 (C₁) = 6 F
Condensador 2 (C₂) = 6 F
Condensador 3 (C₃) = 3 F
Condensador 4 (C₄) = 12 F
Condensador 5 (C₅) = 6 F
Voltaje (V) = 12 voltios
Pregunta: La carga en el condensador (C₅)
Respuesta :

Condensador
Condensador C₂ y condensador C₃ conectados en serie. Condensador de repuesto:
1 / C_A = 1/C₂ + 1/C₃ = 1/6 + 1/3 = 1/6 + 2/6 = 3/6
C_A = 6/3 = 2 Faradio
Condensador C₄ y condensador C₅ conectados en serie. Condensador de repuesto:
1 / C_B = 1/C₄ + 1/C₅ = 1/12 + 1/6 = 1/12 + 2/12 = 3/12
C_B = 12/3 = 4 Faradio

Condensador C_A y condensador C_B conectados en paralelo. Condensador de repuesto:
C_C = C_A C +_B = 2 + 4 = 6 Faradios
Condensador C₁ y condensador C_C conectados en serie:
1/C = 1/C₁ + 1/C_C = 1/6 F + 1/6 F = 2/6
C = 6/2 = 3 Faradios

Carga eléctrica
La carga eléctrica en el condensador de reemplazo C:
q = VC = (12 voltios)(3 faradios) = 36 culombios
El condensador 1 y el condensador CC están conectados en serie de manera que la carga eléctrica en el condensador de reemplazo C = la carga eléctrica en el condensador C₁ = carga eléctrica en el condensador C_C = 36 culombios.
Condensador C_C tiene una capacidad de 6 Faradios y una carga de 36 Coulombs. La diferencia de potencial a través del condensador C_C es: V = q/C_C = 36 culombios / 6 faradios = 6 voltios
Condensador C_C es un condensador de repuesto para el condensador C_A y condensador C_B que están conectados en paralelo. Por lo tanto, la diferencia de potencial a través del condensador C_C (V_C) = diferencia de potencial a través del condensador C_A (V_A) = diferencia de potencial a través del condensador C_B (V_B) = 6 voltios.

Carga eléctrica en el condensador C_B :
q_B V =_B C_B = (6 voltios)(4 faradios) = 24 culombios
El condensador CB es un condensador de reemplazo para el condensador C.₄ Dan C₅ que están conectados en serie. Debido a que están conectados en serie, la carga eléctrica en el condensador C_B (q_B) = carga eléctrica en el condensador C₄ (q₄) = carga eléctrica en el condensador C₅ (q₅) = 24 culombios.
La respuesta correcta es B.

11. Cinco capacitores idénticos de 20 µF cada uno están dispuestos como se muestra en la figura, conectados a una fuente de voltaje de 6 voltios. La carga total almacenada en el capacitor C ₅ es…

A. 12 µC
B. 24 µC
C. 60 µC
D. 120 µC
E. 600 µC

Discusión
Se sabe que:
Condensador C₁ = C₂ = C₃ = C₄ = C₅ = 20 µF
Diferencia de potencial (V) = 6 voltios
Pregunta: Carga total almacenada en el condensador C5
Respuesta :
Condensador
Condensador C₁ y condensador C₂ conectados en serie. Condensador de repuesto:
1 / C_A = 1/C₁ + 1/C₂ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_A = 20/2 = 10 µF
Condensador C₃ y condensador C₄ conectados en serie. Condensador de repuesto:
1 / C_B = 1/C₃ + 1/C₄ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C_B = 20/2 = 10 µF
Condensador C_A y condensador C_B conectados en paralelo. Condensador de repuesto:
C_C = C_A C +_B = 10 + 10 = 20 µF
Condensador C_C y condensador C₅ conectados en serie:
1/C = 1/C_C + 1/C₅ = 1/20 + 1/20 = 2/20
C = 20/2 = 10 µF

Carga eléctrica
La carga eléctrica en el condensador de reemplazo C:
q = VC = (6 voltios)(10 x 10^-6 Faradio) = 60 x 10^-6 Coulomb = 60 µC
Condensador C_C y el condensador 5 está conectado en serie de modo que la carga eléctrica en el condensador de reemplazo C = la carga eléctrica en el condensador C_C = carga eléctrica en el condensador C₅ = 60 µC.
La respuesta correcta es C.

Fuente de la pregunta:

Preguntas del examen nacional de física para la escuela secundaria superior/escuela secundaria vocacional