una resistecia con R=850 Ω esta conectado alas placas de un capacitor cargado con capacitancia C=4,62uF ,justo ante de hacer la conexion ,la carga en el capacitor es de 8,10 me,a)cual es la energia almacenada inicalmente en el capacitor , b) cual es la potencia electrica disipa en el resistencia justo despues de hacer la conexion ,c) cuanto energia electrica se disipa en el resistor en el instante en que la enrgia almacenada en el capacitor a disminuido a la mitad del valor calculando en el inicio punto a

Respuesta :

Análisis del circuito RC

Datos:

  • Resistencia (R) = 850 Ω
  • Capacitancia (C) = 4.62 μF
  • Carga inicial (Q₀) = 8.10 μC

a) Energía almacenada inicialmente en el capacitor:

La energía almacenada en un capacitor se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

  • Energía (U) = 1/2 * C * V^2

donde:

  • C es la capacitancia en faradios (F)
  • V es el voltaje en voltios (V)

En este caso, la carga inicial (Q₀) está relacionada con el voltaje (V) mediante la fórmula:

Q₀ = C * V

Despejando V:

V = Q₀ / C

Sustituyendo V en la fórmula de energía:

Energía (U) = 1/2 * C * (Q₀ / C)^2

Energía (U) = 1/2 * Q₀^2 / C

Energía (U) = 1/2 * (8.10 μC)^2 / (4.62 μF)

Energía (U) ≈ 7.85 μJ

b) Potencia eléctrica disipada en la resistencia justo después de la conexión:

Cuando se conecta la resistencia al capacitor, se produce una descarga del capacitor a través de la resistencia. La potencia eléctrica disipada en la resistencia se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

  • Potencia (P) = V^2 / R

En este caso, el voltaje inicial (V₀) es igual a la carga inicial (Q₀) dividida por la capacitancia (C):

V₀ = Q₀ / C = 8.10 μC / 4.62 μF ≈ 1.75 V

Potencia (P) = (1.75 V)^2 / 850 Ω

Potencia (P) ≈ 3.15 μW

c) Energía eléctrica disipada en el resistor cuando la energía almacenada en el capacitor disminuye a la mitad:

Cuando la energía almacenada en el capacitor disminuye a la mitad, la nueva energía almacenada (U₁) es:

U₁ = 1/2 * U₀ = 1/2 * 7.85 μJ ≈ 3.93 μJ

La energía disipada (ΔU) en la resistencia es igual a la diferencia entre la energía inicial (U₀) y la nueva energía (U₁):

ΔU = U₀ - U₁

ΔU = 7.85 μJ - 3.93 μJ

ΔU ≈ 3.92 μJ