Formulario de Física 2: Electroestática y Condensadores

• a) λ = Q * L
• b) λ = Q / L
• c) λ = L / Q
• d) λ = Q + L

Respuesta: b) λ = Q / L. La densidad de carga lineal (λ) se define como la cantidad de carga (Q) por unidad de longitud (L). Por lo tanto, la relación correcta es λ = Q / L.

• a) Es variable y depende de la posición.
• b) Es cero en todas partes.
• c) Es constante en todas partes.
• d) Es igual al potencial en la superficie.

Respuesta: c) Es constante en todas partes.. En un conductor en equilibrio electrostático, el potencial eléctrico es constante en todo el volumen del conductor, incluyendo su superficie. Si el campo eléctrico es cero en el interior, el potencial no varía con la posición.

• a) Disminuye.
• b) Aumenta.
• c) Permanece igual.
• d) Se vuelve cero.

Respuesta: b) Aumenta.. Cuando se aumenta la distancia entre las placas de un condensador desconectado, la capacitancia disminuye. Dado que la carga en las placas permanece constante (porque está desconectado), la diferencia de potencial (V = Q/C) debe aumentar.

• a) λ = Q/V
• b) λ = Q/A
• c) λ = Q/L
• d) λ = V/Q

Respuesta: c) λ = Q/L. La densidad lineal de carga (λ) se define como la cantidad de carga (Q) por unidad de longitud (L). Por lo tanto, la fórmula correcta es λ = Q/L.

• a) Q = λ + L
• b) Q = λ / L
• c) Q = λ * L
• d) Q = L / λ

Respuesta: c) Q = λ * L. Si la densidad lineal de carga (λ) es uniforme, la carga total (Q) en una longitud (L) se calcula multiplicando la densidad lineal por la longitud: Q = λ * L.

• a) E = 4πε₀r²/Q
• b) E = Q/(4πε₀r)
• c) E = Q/(4πε₀r²)
• d) E = Q²/(4πε₀r²)

Respuesta: c) E = Q/(4πε₀r²). El módulo del campo eléctrico (E) creado por una carga puntual se define como E = Q/(4πε₀r²), donde Q es la carga y r es la distancia desde la carga.

• a) Carga por unidad de área
• b) Carga por unidad de volumen
• c) Carga por unidad de longitud
• d) Carga total

Respuesta: c) Carga por unidad de longitud. \( \lambda \) representa la densidad de carga lineal, que es la cantidad de carga por unidad de longitud. Se mide en culombios por metro (C/m).

• a) E es proporcional a \( y \)
• b) E es inversamente proporcional a \( y \)
• c) E es proporcional a \( y^2 \)
• d) E es inversamente proporcional a \( y^2 \)

Respuesta: b) E es inversamente proporcional a \( y \). Para un filamento rectilíneo infinito, el campo eléctrico \( E \) es inversamente proporcional a la distancia \( y \) desde el filamento. La fórmula es \( E = \frac{2k\lambda}{y} \), donde \( k \) es la constante de Coulomb.

• a) \( E = \frac{kQ}{x^2 + R^2} \)
• b) \( E = \frac{kQx}{(x^2 + R^2)^{3/2}} \)
• c) \( E = \frac{2kQ}{R} \)
• d) \( E = \frac{kQx}{R^3} \)

Respuesta: b) \( E = \frac{kQx}{(x^2 + R^2)^{3/2}} \). El campo eléctrico creado por un anillo de carga en un punto sobre su eje se calcula con la fórmula \( E = \frac{kQx}{(x^2 + R^2)^{3/2}} \), donde \( Q \) es la carga total, \( x \) es la distancia desde el centro del anillo al punto, y \( R \) es el radio del anillo.

• a) La magnitud del campo eléctrico.
• b) La magnitud de la carga puntual.
• c) La distancia a la carga.
• d) La permitividad del medio.

Respuesta: b) La magnitud de la carga puntual.. En la fórmula F = qE, 'q' representa la magnitud de la carga puntual que experimenta la fuerza eléctrica debido al campo eléctrico E.

• a) Un diferencial de volumen.
• b) Un diferencial de área.
• c) Un diferencial de carga.
• d) Un diferencial de campo eléctrico.

Respuesta: c) Un diferencial de carga.. 'dq' representa un diferencial de carga, utilizado para calcular la fuerza eléctrica sobre una distribución continua de carga.

• a) De la distancia a la carga.
• b) De la permitividad del medio.
• c) No depende de la distancia.
• d) Del tamaño del plano.

Respuesta: c) No depende de la distancia.. Para un plano infinito, la fuerza eléctrica no depende de la distancia a la carga, siempre que la carga esté cerca del plano en relación a su extensión.

• a) La magnitud de la carga eléctrica.
• b) La distancia desde la carga hasta el punto donde se calcula el potencial.
• c) La constante de permitividad eléctrica.
• d) El potencial eléctrico en el origen.

Respuesta: b) La distancia desde la carga hasta el punto donde se calcula el potencial.. En la fórmula V = kQ/r, 'r' representa la distancia desde la carga puntual 'Q' hasta el punto en el espacio donde se está calculando el potencial eléctrico.

• a) El campo eléctrico es necesariamente cero.
• b) El campo eléctrico es necesariamente diferente de cero.
• c) El campo eléctrico puede ser cero o diferente de cero.
• d) El campo eléctrico es infinito.

Respuesta: c) El campo eléctrico puede ser cero o diferente de cero.. Un potencial eléctrico de cero en un punto no implica necesariamente que el campo eléctrico sea cero en ese punto. El campo eléctrico es el gradiente negativo del potencial, por lo que el potencial puede ser cero incluso si el campo no lo es.

• a) Aumenta linealmente con la distancia.
• b) Disminuye linealmente con la distancia.
• c) Permanece constante.
• d) Varía de forma no lineal con la distancia.

Respuesta: d) Varía de forma no lineal con la distancia.. El potencial eléctrico debido a un disco cargado uniformemente varía de forma no lineal a lo largo de su eje central, dependiendo de la distancia y la densidad superficial de carga.

• a) La energía potencial eléctrica.
• b) La diferencia de potencial.
• c) El trabajo realizado por el campo eléctrico.
• d) La capacitancia del sistema.

Respuesta: b) La diferencia de potencial.. \(\Delta V\) representa la diferencia de potencial entre dos puntos, calculada como la diferencia entre el potencial final \(V_f\) y el potencial inicial \(V_i\).

• a) W = \(\Delta E_p\)
• b) W = -\(\Delta E_p\)
• c) W = q\(\Delta E_p\)
• d) W = -q\(\Delta E_p\)

Respuesta: b) W = -\(\Delta E_p\). El trabajo realizado por el campo eléctrico es igual al negativo del cambio en la energía potencial eléctrica, lo que se expresa como W = -\(\Delta E_p\).

• a) W = q\(\Delta V\)
• b) W = -q\(\Delta V\)
• c) W = \(\Delta V\) / q
• d) W = -\(\Delta V\) / q

Respuesta: b) W = -q\(\Delta V\). El trabajo realizado por el campo eléctrico se relaciona con la carga y la diferencia de potencial mediante la fórmula W = -q\(\Delta V\), donde q es la carga y \(\Delta V\) es la diferencia de potencial.

• a) Epe = qV
• b) Epe = q/V
• c) Epe = V/q
• d) Epe = -qV

Respuesta: a) Epe = qV. La energía potencial eléctrica (Epe) se calcula como el producto de la carga (q) por el potencial eléctrico (V). Por lo tanto, la fórmula correcta es Epe = qV.

• a) El cambio en la energía cinética.
• b) El cambio en la energía potencial eléctrica.
• c) El trabajo total realizado.
• d) La energía potencial inicial.

Respuesta: b) El cambio en la energía potencial eléctrica.. \( \Delta E_{pe} \) representa el cambio en la energía potencial eléctrica, que es la diferencia entre la energía potencial final e inicial. Este cambio está directamente relacionado con el trabajo realizado por el campo eléctrico.

• a) W = \( \Delta E_{pe} \)
• b) W = - \( \Delta E_{pe} \)
• c) W = q \( \Delta E_{pe} \)
• d) W = -q \( \Delta E_{pe} \)

Respuesta: b) W = - \( \Delta E_{pe} \). El trabajo realizado por el campo eléctrico (W) es igual al negativo del cambio en la energía potencial eléctrica (\( \Delta E_{pe} \)). Esto se expresa como W = - \( \Delta E_{pe} \).

• a) La energía potencial inicial
• b) El trabajo realizado por el campo eléctrico
• c) La diferencia de potencial
• d) La carga eléctrica

Respuesta: b) El trabajo realizado por el campo eléctrico. En la fórmula W = -ΔEpe, 'W' representa el trabajo realizado por el campo eléctrico. El signo negativo indica que el trabajo realizado por el campo eléctrico disminuye la energía potencial eléctrica.

• a) Aumenta
• b) Disminuye
• c) Permanece constante
• d) Se vuelve cero

Respuesta: b) Disminuye. Si el trabajo realizado por el campo eléctrico (W) es positivo, entonces la variación de la energía potencial eléctrica (ΔEpe) es negativa, lo que significa que la energía potencial eléctrica disminuye.

• a) El campo eléctrico realiza trabajo positivo
• b) El campo eléctrico realiza trabajo negativo
• c) No se realiza trabajo
• d) El trabajo es cero

Respuesta: a) El campo eléctrico realiza trabajo positivo. Un valor negativo de ΔEpe indica que la energía potencial eléctrica ha disminuido, lo que significa que el campo eléctrico ha realizado un trabajo positivo al mover la carga.

• a) La carga y el voltaje aplicado
• b) Únicamente la carga almacenada
• c) La geometría del condensador y el medio entre las placas
• d) Únicamente el voltaje aplicado

Respuesta: c) La geometría del condensador y el medio entre las placas. La capacitancia de un condensador depende de su geometría (área de las placas y distancia entre ellas) y del material dieléctrico que se encuentre entre las placas. No depende de la carga o el voltaje aplicados, aunque estos afecten la energía almacenada.

• a) Disminuye
• b) Aumenta
• c) Permanece igual
• d) Se vuelve cero

Respuesta: b) Aumenta. Al introducir un dieléctrico entre las placas de un condensador, la capacitancia aumenta debido a la polarización del material dieléctrico, que reduce el campo eléctrico y permite almacenar más carga para el mismo voltaje.

• a) El voltaje
• b) La carga
• c) La capacitancia
• d) La energía almacenada

Respuesta: b) La carga. En una conexión en serie, la carga es la misma para todos los condensadores. Esto se debe a que la carga que fluye hacia un condensador debe provenir del condensador anterior, resultando en la misma carga en cada uno.

• a) Constante y diferente de cero
• b) Depende de la carga superficial
• c) Cero
• d) Infinito

Respuesta: c) Cero. En equilibrio electrostático, las cargas se redistribuyen hasta que el campo eléctrico en el interior del conductor es cero. Si no fuera así, las cargas seguirían moviéndose.

• a) Variable
• b) Cero
• c) Constante
• d) Igual al campo eléctrico

Respuesta: c) Constante. El potencial eléctrico es constante en el interior de un conductor en equilibrio electrostático. Esto se debe a que no se requiere trabajo para mover una carga dentro del conductor.

• a) Se distribuye uniformemente por todo el volumen
• b) Se concentra en el centro del conductor
• c) Se distribuye en la superficie
• d) Desaparece

Respuesta: c) Se distribuye en la superficie. En equilibrio electrostático, la carga se acumula en la superficie del conductor. Esto minimiza la energía potencial del sistema.

• a) De la carga y el voltaje aplicado
• b) De la geometría del conductor y del medio
• c) Del campo eléctrico externo
• d) De la temperatura del conductor

Respuesta: b) De la geometría del conductor y del medio. La capacitancia de un conductor depende exclusivamente de su geometría y del medio en el que se encuentra, no de la carga o el voltaje aplicado.

• a) La forma del conductor
• b) El material del conductor
• c) El medio circundante
• d) El campo eléctrico aplicado

Respuesta: d) El campo eléctrico aplicado. La capacitancia es una propiedad intrínseca del conductor y del medio, no se ve afectada por el campo eléctrico aplicado.

• a) El material del que está hecho
• b) La carga almacenada
• c) El voltaje aplicado
• d) Su radio

Respuesta: d) Su radio. La capacitancia de un conductor esférico está directamente relacionada con su radio, según la fórmula C = 4πε₀R.

• a) La cantidad de carga que puede almacenar.
• b) El voltaje aplicado al condensador.
• c) La geometría del condensador y el medio entre sus placas.
• d) La corriente que fluye a través del condensador.

Respuesta: c) La geometría del condensador y el medio entre sus placas.. La capacidad de un condensador está determinada por su construcción física (geometría) y el material dieléctrico entre las placas, no por la carga o el voltaje aplicado.

• a) Aumentar la distancia aumenta la capacidad.
• b) Disminuir la distancia disminuye la capacidad.
• c) Aumentar la distancia disminuye la capacidad.
• d) La distancia no afecta la capacidad.

Respuesta: c) Aumentar la distancia disminuye la capacidad.. La capacidad es inversamente proporcional a la distancia entre las placas. Al aumentar la distancia, el campo eléctrico disminuye, reduciendo la capacidad de almacenar carga.

• a) Disminuye.
• b) Aumenta.
• c) Permanece igual.
• d) Se vuelve cero.

Respuesta: b) Aumenta.. La introducción de un dieléctrico aumenta la capacitancia al reducir el campo eléctrico entre las placas, permitiendo almacenar más carga para el mismo voltaje.

• a) U = Q^2 / (2C)
• b) U = (1/2)CV^2
• c) U = (1/2)Q^2 * C
• d) U = C^2 * V

Respuesta: b) U = (1/2)CV^2. La fórmula correcta para la energía almacenada en un condensador es U = (1/2)CV^2, donde U es la energía, C es la capacitancia y V es el voltaje.

• a) La energía total almacenada en el condensador.
• b) La energía por unidad de área en las placas del condensador.
• c) La energía almacenada por unidad de volumen en el espacio entre las placas del condensador.
• d) La capacitancia por unidad de volumen del condensador.

Respuesta: c) La energía almacenada por unidad de volumen en el espacio entre las placas del condensador.. La densidad de energía en un condensador representa la cantidad de energía almacenada por unidad de volumen en el espacio entre las placas, y se calcula como u = Epe / Volumen.

• a) ω = (1/2)ε₀E²
• b) ω = ε₀E
• c) ω = (1/2)ε₀E
• d) ω = ε₀E²

Respuesta: a) ω = (1/2)ε₀E². La densidad de energía (ω) en un condensador de placas paralelas se relaciona con el campo eléctrico (E) mediante la fórmula ω = (1/2)ε₀E², donde ε₀ es la permitividad del vacío.

• a) El voltaje total es la suma de los voltajes individuales
• b) El voltaje es el mismo a través de cada condensador
• c) El voltaje se divide proporcionalmente según la capacitancia
• d) El voltaje disminuye a medida que se añaden más condensadores

Respuesta: b) El voltaje es el mismo a través de cada condensador. En una conexión en paralelo, todos los componentes comparten los mismos dos nodos, lo que significa que la diferencia de potencial (voltaje) a través de cada condensador es la misma.

• a) Sumando directamente las capacitancias de cada condensador
• b) Sumando los inversos de las capacitancias y luego invirtiendo el resultado
• c) Multiplicando las capacitancias y dividiendo por el número de condensadores
• d) Tomando el promedio de las capacitancias

Respuesta: b) Sumando los inversos de las capacitancias y luego invirtiendo el resultado. Cuando los condensadores están en serie, la capacitancia equivalente se calcula sumando los inversos de cada capacitancia individual y luego invirtiendo el resultado. Esto se debe a que la carga es la misma en cada condensador, pero el voltaje total se divide.

• a) El voltaje
• b) La capacitancia
• c) La carga
• d) La energía almacenada

Respuesta: c) La carga. En una conexión en serie, la carga es la misma para todos los condensadores. Esto se debe a que la carga que fluye a través del circuito debe pasar a través de cada condensador en secuencia.

• a) Material conductor con cargas libres
• b) Material aislante sin cargas libres
• c) Material semiconductor con impurezas
• d) Material superconductor a baja temperatura

Respuesta: b) Material aislante sin cargas libres. Un dieléctrico es un material no conductor, es decir, aislante, que no posee cargas libres que puedan moverse a través del material.

• a) Se convierte en un conductor
• b) Se polariza y aparecen cargas ligadas
• c) Se vuelve superconductor
• d) No le afecta el campo eléctrico

Respuesta: b) Se polariza y aparecen cargas ligadas. Cuando un dieléctrico se somete a un campo eléctrico, las moléculas se polarizan, generando cargas ligadas en la superficie del material.

• a) Er siempre es menor que 1
• b) Er siempre es igual a 1
• c) Er siempre es mayor o igual a 1
• d) Er puede ser cualquier número real

Respuesta: c) Er siempre es mayor o igual a 1. La permitividad relativa (Er) de un dieléctrico siempre es mayor o igual a 1, ya que indica cuánto reduce el campo eléctrico en comparación con el vacío.

• a) Masa del electrón
• b) Número de electrones
• c) Momento dipolar
• d) Masa total del conductor

Respuesta: b) Número de electrones. En las relaciones auxiliares, 'm' representa el número de electrones, calculado como la carga total dividida por la carga de un electrón.

• a) P = Q * ΔV
• b) P = Q / T
• c) P = Q * T
• d) P = ΔV / Q

Respuesta: b) P = Q / T. La potencia eléctrica (P) se calcula como la carga (Q) dividida por el tiempo (T), es decir, P = Q / T.

• a) La energía potencial eléctrica
• b) La capacitancia del conductor
• c) La carga en función de la potencia, el tiempo y la diferencia de potencial
• d) La resistencia del material

Respuesta: c) La carga en función de la potencia, el tiempo y la diferencia de potencial. La expresión 'q = (PT) / (ΔV)' indica cómo se relaciona la carga (q) con la potencia (P), el tiempo (T) y la diferencia de potencial (ΔV).