Ejercicio Qüestió 2. Connexió de dos condensadors · Física II URV Recull d'exàmens i problemes de Física II

Qüestió 2. Connexió de dos condensadors

Es disposa de dos condensadors plans rectangulars, $C_1$ i $C_2$, de costats $a$ i $b$, i separació entre armadures $d$. El dielèctric situat entre les plaques de $C_1$ té permitivitat relativa $\varepsilon_1$, mentre que el de $C_2$ té permitivitat relativa $\varepsilon_2$.

Inicialment, $C_1$ es carrega a un potencial $V_1$ i $C_2$ a un potencial $V_2$. Posteriorment es desconnecten de les fonts d'alimentació i s'uneixen en paral·lel connectant les plaques del mateix signe (la placa positiva de $C_1$ amb la positiva de $C_2$, i la negativa amb la negativa).

a)

Troba una expressió analítica per a la diferència de potencial d'equilibri final en termes dels paràmetres del sistema ($a, b, d, \varepsilon_1, \varepsilon_2, V_1, V_2$).

b)

Calcula el valor numèric de la variació d'energia electrostàtica emmagatzemada abans i després de connectar-los. Justifica si en el procés l'energia augmenta o disminueix.

Dades:

$a = 70\text{ cm}$, $b = 50\text{ cm}$, $d = 3\ \mu\text{m}$, $\varepsilon_1 = 2{,}6$, $\varepsilon_2 = 8{,}3$, $V_1 = 125\text{ V}$, $V_2 = 220\text{ V}$.

Disminueix

Augmenta