Efecto Joule
Cuando circula
corriente eléctrica por un conductor parte de la energía cinética de los
electrones se transforma en calor y eleva la temperatura de este. Con lo que se
origina el fenómeno de conocido como Efecto joule.
electrones se transforma en calor y eleva la temperatura de este. Con lo que se
origina el fenómeno de conocido como Efecto joule.
El enunciado de la Ley de Joule dice “El Calor que produce una corriente eléctrica a circular oir un conductor es directamente propia al cuadrado de la intensidad, a la
resistencia y al tiempo que dura por ella”.
La energía consumida se transforma en calor utilizando una constante “(0.24)” que
representa la equivalencia de un Joule de trabajo a calorías de energía
térmica.
Demostración.-
Problemas.-
Un tostador de 20 Ohm se
conecta por 100 min a 120 Volts. Calcular Intensidad, Energía consumida, Costo
y Calor Producido.
Efecto Joule Si por un conductor
circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se
transforma en calor debido al choque que sufren los electrones con las
moléculas del conductor por el que circulan elevando la temperatura del mismo.
Explicación
Los sólidos tienen
generalmente una estructura cristalina, ocupando los átomos o moléculas los
vértices de las celdas unitarias, y a veces también el centro de la celda o de
sus caras.
El cristalal ser
sometido a una diferencia de potencial, los electrones son impulsados por el
campo eléctrico a través del sólido debiendo en su recorrido atravesar la
intrincada red de átomos que lo forma. En su camino, los electrones chocan con
estos átomos perdiendo parte de su energía cinética (velocidad) que es cedida
en forma de calor.
Este efecto fue
definido de la siguiente manera: "La cantidad de energía calorífica
producida por una corriente eléctrica, depende directamente del cuadrado de la
intensidad de la corriente, del tiempo que ésta circula por el conductor y de
la resistencia que opone el mismo al paso de la corriente".
Matemáticamente:
Q = I2•R•t , siendo
Q = energía
calorífica producida por la corriente expresada en Joule I = intensidad de la
corriente que circula
R = resistencia
eléctrica del conductor
t = tiempo
En este efecto se
basa el funcionamiento de diferentes electrodomésticos como los hornos, las
tostadoras, las calefacciones eléctricas, y algunos aparatos empleados
industrialmente como soldadoras, etc. en los que el efecto útil buscado es
precisamente el calor que desprende el conductor por el paso de la corriente.
En muchas
aplicaciones este efecto es indeseado y es la razón por la que los aparatos
eléctricos y electrónicos (como el ordenador desde el que está leyendo esto)
necesitan un ventilador que disipe el calor generado y evite el calentamiento
excesivo de los diferentes dispositivos.
Realizando un nuevo
análisis del efecto de Joule, es conocido que cuando la corriente
eléctrica circula por un conductor, encuentra una dificultad que depende de
cada material y que es lo que llamamos resistencia eléctrica, esto produce unas
pérdidas de tensión y potencia, que a su vez den lugar a un calentamiento del
conductor, la cual provoca una pérdida de energía eléctrica, la que se
transforma en calor, estas pérdidas se valoran mediante la siguiente expresión:
Ep=Pp*t
Donde:
Pp= potencia perdida
t = tiempo en
segundos.
Este efecto es
aprovechado en aparatos caloríficos, donde estas pérdidas se transforman en
energía calorífica, que se expresa por la letra Q, y se mide en calorías.
Calor específico.
Cantidad de calor que se le comunica a un cuerpo para elevar un grado la
temperatura, de un gramo del total de la masa. A continuación se indican los
valores de calor específico para algunos materiales. La energía calorífica en
función del calor específico y de la variación de la temperatura, se expresa de
la siguiente manera:
Q=Ce*m*ΔT
Donde:
Q= Energía calorífica
en calorías
Ce= calor específico
Cal/g*ºC
m= masa del cuerpo en
gramos
Δt= incremento de la temperatura
en grados celsius.
Sopa de Letras
EFECTO
JOULE
CONDUCTOR
CORRIENTE
ELECTRICA
ENERGIA
CINETICA
ELECTRONES
CAMPO
ELECTRICO
DENSIDAD
DE CORRIENTE
Crucigrama
4
|
J
|
|||||||||
3
|
5
|
|||||||||
1
|
E
|
C
|
S
|
|||||||
2
|
||||||||||
R
|
||||||||||
A
|
||||||||||
1.
PARTE
DE LA ENERGIA CINETICA POR LA CUAL CIRCULA LA CORRIENTE ELECTRICA
2.
DEBIDO
A LOS CHOQUES SE TRANSFORMA EN
3.
LOS
ATOMOS SON DE MATERIAL
4.
NOMBRE
DEL DESCUCRIDOR DEL EFECTO JOULE
5.
CUAL
ES EL COMPONENTE QUE TRANSFORMA LA ENERGIA ELECTRICA EN CALOR
para saber mas:
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