Efecto Joule
Cuando circula corriente eléctrica
en un conductor, parte de le energía cinética de los electrones se trasforma en
calor y eleva la temperatura de este con lo cual se origina el fenómeno que recibe
el nombre de efecto joule.
El enunciado de la ley de
joule es el siguiente el calor que produce una corriente eléctrica al circular
por un conductor es directamente proporcional al cuadrado de la intensidad de
la corriente, a la resistencia y al tiempo que dura circulando la corriente. Matemáticamente
se expresa de la siguiente manera:
Q=.024I2Rt
Al observar la expresión matemática
se encuentra que I2R es el potencial eléctrica multiplicada por el tiempo, lo
cual proporciona la energía consumida, es decir: T=Pt=I2Rt.
Esta cantidad de energía eléctrica
consumida en joules se trasforma en calor, por ello la constante 0.24
representa la equivalencia siguiente:
1 Joule de trabajo= 0.24 calorías
de energía térmica.
Formulas
Q= 0.24.I2.Rt
Q= Calor desprendido en calorías
R= resistencia del conductor en ohm
I= Intensidad de la corriente en A
t= tiempo en segundos
Q=
I2xRxt
Q= calor
I= Intensidad
R= resistencia
T= tiempo
W=RxI2xt
R= Resistencia Óhmica
I= Intensidad de corriente (A)
T= Tiempo (Seg)
W= Trabajo (Joules)
Ejemplos
1.- Por la resistencia de
30 ohm de una plancha eléctrica circular una corriente de 4ª al estar conectada
a una diferencia de potencial de 120V. ¿Qué cantidad de calor produce en 5
minutos?
Solución
Datos Formula
R= 30 ohm
Q= 0.24I2Rt
I= 4 A
V=120V
t= 5min. = 300s
Q=?
Sustitución y resultado
Q= 0.24 (4 A) 2
x 30ohm x 300s= 34560 Calorías
2.-
por el embobinado de un cautín eléctrico circulan 5 amperes al estar conectado
a una gran diferencia de potencial de 120V ¿Qué calor genera en un minuto?
Solución
Datos
Formula
I= 5 A Q= 0.24I2Rt
V= 120V
t= 1min = 60s
Q=?
Calculo de R
Sustitución y resultado
Q= 0.24 (5 A)2
x 24ohm x 60s= 8640 calorías
3.- un tostador eléctrico de pan tiene una
resistencia de 20ohm y se conecta durante dos minutos a una diferencia de
potencial de 120V ¿Qué cantidad de calor produce?
Solución
Datos
Formula
R= 20 ohm Q=0.24I2Rt
t= 2min = 120s
V=120V
Q=?
Calculo de I
Sustitución y resultado
Q= 0.24 (6 A)2
x 20ohm x 120s = 20736 Calorías
Experimento
El
efecto Joule es 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. Es decir que cualquier
cuerpo sometido al flujo de corriente eléctrica elevara su temperatura.
Objetivo
General: Demostrar a partir de un experimento sencillo, el efecto Joule.
Objetivos
Específicos: Reconocer y explicar la función de cada uno de los implementos
necesarios del experimento Argumentar en que otras situaciones se cumple este
Efecto Indagar sobre las causas del efecto Joule.
Materiales:
- Una Bombilla
-
Un soporte de bombilla o Socket
-
Cable de extensión eléctrica
-
Conector de extensión
-
Clavos
-
Una Salchicha
PROCEDIMIENTO
1.
Realizar cuidadosamente el montaje descrito en el siguiente gráfico
2.
En el esquema anterior se observa una batería, que representa el suministro de
electricidad, así que debemos reemplazarla por la conexión a la corriente
3.
La salchicha no debe tocar el suelo así que para eso usaremos unas placas de
madera Balso que se les asignaran a los grupos.
Bilbliografias
1. fuente: libro física general
4. http://www.construmatica.com/construpedia/Efecto_Joule
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