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EFECTO JOULE
Luis C. Vara Serrano
Ivan Hernandez Gil
EFECTO JOULE
Se conoce como Efecto Joule al fenómeno por
el cual si en un conductor circula corriente
eléctrica, parte de la energía cinética de los
electrones se transforma en calor debido a los
choques que sufren con los átomos del
material conductor por el que circulan,
elevando la temperatura del mismo. El nombre
es en honor a su descubridor el físico británico
James Prescott Joule.
IVAN HERNANDEZ GIL
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EFECTO JOULE
•La resistencia es la componente que
transforma la energía eléctrica en energía
calorífica, por ejemplo en un horno
eléctrico, una tostadora, un hervidor de
agua, una plancha, etc. El efecto Joule
puede predecir la cantidad de calor que
es capaz de entregar (disipar) una
resistencia.
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EFECTO JOULE
El efecto Joule establece que la cantidad de
energía calorífica (Qc) producida por una
corriente eléctrica depende directamente del
cuadrado de la intensidad de corriente (I),
del tiempo (t) que esta circula por el
conductor y de la resistencia (R) que opone
el mismo al paso de la corriente.
Matemáticamente esto es:
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EFECTO JOULE
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:
, siendo
Q = energía calorífica producida por la corriente
expresada en Julios
I = intensidad de la corriente que circula
R = resistencia eléctrica del conductor
t = tiempo
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IVAN HERNANDEZ GIL
EFECTO JOULE
Recordar que la energía se expresa en Joules
(símbolo J).
La fórmula para determinar la potencia de una
carga resistiva (a menudo denominada ley de
Joule), está dada por:
La cual se obtiene de relacionar la ley de Watt
con la ley de Ohm, y nos permite determinar la
potencia disipada por un equipo eléctrico.
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APLICACIONES DEL EFECTO JOULE
Todos los dispositivos eléctricos que se utilizan para
calentamiento se basan en el efecto Joule, es decir, estos
aparato consisten esencialmente en una resistencia que se
calienta al ser recorrida por la corriente.
Las lámparas de incandescencia (o de filamento
incandescentes), como la lámpara de tungsteno, conocida
comúnmente como bombilla de luz, también constituyen una
aplicación del efecto Joule. Sus filamentos de tungsteno, que
es un metal cuyo punto de fusión es muy elevado, al ser
recorridos por una corriente eléctrica, se calientan y pueden
alcanzar altas temperaturas (casi 2 500 ºC), volviéndose
incandescentes y emitiendo una gran cantidad de luz.
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APLICACIONES DEL EFECTO JOULE
Otra aplicación del efecto Joule se encuentra en la
construcción de fusibles, elementos que se emplean
para limitar la corriente que pasa por un circuito
eléctrico; por ejemplo, en un automóvil, una casa, un
aparato electrodoméstico, etc. Estos dispositivos están
constituidos por una tirilla metálica, generalmente de
plomo, el cual tiene un punto de fusión bajo; de esta
manera, cuando la corriente que pasa por el fusible
sobrepasa cierto valor (el amperaje propio de cada
fusible), el calor generado por el efecto Joule produce la
fusión del elemento, interrumpiendo así el paso de
corriente excesiva.
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APLICACIONES DEL EFECTO JOULE
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 la mayoría de las aplicaciones, sin embargo, es un efecto
indeseado y 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.
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EJERCICIOS
Se nos ha dado una longitud de alambre de calefacción hecho de una
aleación de Níquel – Cromo – Hierro conocida como nicromel, y que
tienen una resistencia R de 72 ohm. Va a ser conectada a una línea de
120 V. ¿en que circunstancias el alambre disipara mas calor: a) cuando su
longitud entera esta conectada a la línea, o b) el alambre se corta a la
mitad y las dos mitades se conectan en paralelo a la línea?
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EJERCICIOS
Determinar el calor producido en un conductor que tiene una resistencia de 38
ohms. Y una intensidad de corriente eléctrica de 1.6 A en un tiempo de 25
segundos.
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EJERCICIOS
Determinar el valor de la resistencia eléctrica que debe tener un calentador eléctrico
que, conectado a un enchufe de 220V, es capas de elevar la temperatura de un litro
de agua y una energía interna de 4000W.
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EJERCICIOS
Un horno de microondas produce una intensidad de 13A, una resistencia de
29ohms y una carga de 5128w determine el tiempo.
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EJERCICIOS
Determine el voltaje que ejerce un calentador al tener una resistencia de 27 ohms y
una energía interna de 423w.
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