Joule effect
02 Dec, 2011
Print 
PDFHeating up
PRESENTATION: When an electric current flows through a conducting wire, part of the kinetic energy of the charge carriers is transformed into heat due to the collisions with the atoms of the conducting material. If the temperature increase is high enough it might produce combustion.
- “Dissection” of a Hair Dryer, Stan Eisenstein and Jeff Simpson, Phys. Teach. 46, 532 (2008)
- Basic physics of the incandescent lamp (lightbulb), Dan MacIsaac, Gary Kanner, and Graydon Anderson, Phys. Teach. 37, 520 (1999)
9 responses to "Joule effect"
En el efecto Joule se basa el funcionamiento de diferentes electrodomésticos como los hornos, las tostadoras y 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.
Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones es un efecto indeseado y es la razón por la que los aparatos eléctricos y electrónicos necesitan un ventilador que disminuya el calor generado y evite el calentamiento excesivo de los diferentes dispositivos como podían ser los circuitos integrados.
A continuación muestro otro vídeo del efecto Joule y la presencia de un ventilador.
Este exercicio mostra con claridade O efecto Joule é dicir o desprendemento de calor provocado por o movemento de electróns (corrente eléctrica). Como comentou a compañeira anteriormente no efecto joule baséanse o funcionamento de numerosos electrodomésticos como: fornos, torradoras, estufas eléctricas, etc., aparatos que converten a enerxía eléctrica en calor. Pero tamén paréceme interesante destacar os famosos cigarros eléctricos onde utilizan unha resistencia e batería para quentar e vaporizar unha solución liquida.
Aparte de las aplicaciones ya mencionadas, el efecto Joule también es empleado en fisioterapia para la producción de calor en los tejidos orgánicos mediante la aplicación de corrientes de alta frecuencia. Esto se realiza con el fin de tratar a los pacientes que presentan ciertas afecciones como los procesos artrósicos articulares, las contracturas musculares o las inflamaciones crónicas.
El efecto Joule, que relaciona la energía eléctrica consumida por un circuito eléctrico y el calor disipado por el mismo, es una forma sencilla de explicar a los alumnos en educación secundaria una forma de conversión de la energía eléctrica en energía térmica o calor. El calor producido por la corriente eléctrica a través del conductor es una medida del trabajo que hace la corriente para vencer la resistencia del conductor. Este calor generado se puede calcular y es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la intensidad de la corriente y al tiempo que dura la corriente. Es decir, a mayor voltaje del generador eléctrico, o mayor resistencia opuesta por el material conductor, mayor será el efecto Joule.
El efecto Joule, tal y como se muestra en el vídeo, es la pérdida de energía en forma de calor producida por el movimiento de los electrones por un conductor con una determinada resistencia. Este vídeo resulta de lo más visual e ilustrativo de este fenómeno, además de ayudar a comprender las precauciones que hay que tomar con los circuitos eléctricos. Este efecto es muy común y malos aislamientos, sobrecalentamientos debido a sobrecargas, elevada resistencia de contacto, etc. pueden producir incendios eléctricos. Por otra parte, el efecto Joule tiene otros usos más útiles tales como las bombillas incandescentes, hervidores, secadores, etc. lo cual siempre es un punto interesante a explicar para ver la utilidad práctica de los fenómenos estudiados.
Esta experiencia me ha dejado muy impresionado. Muy buena para que los alumnos puedan comprobar que la corriente eléctrica se transforma en calor debido al choque de partícula. Y la pregunta sería: ¿es este el principio de una resistencia?.
Este video nos permite mostrar los peligros que la energía eléctrica sin control puede tener. Nos permite introducir temas como el aislamiento, el sobrecalentamiento de conductores, etc.
Experimento muy llamativo para hacer conscientes a los espectadores del peligro que conlleva el efecto Joule. El efecto Joule se refiere al calor generado por la resistencia eléctrica en un conductor. Los peligros del efecto Joule incluyen el sobrecalentamiento de los conductores, lo que puede provocar daños en los equipos y riesgo de incendio, fallo de los aislamientos que aumenta el riesgo de electrocución. También conlleva pérdidas de energía en forma de calor, lo que puede aumentar el consumo.
En este enlace de la Facultad de Física de la Universidad de Valencia se muestra una demostración experimental del efecto Joule en resistencias eléctricas utilizando una cámara termográfica. Como aplicación al mundo profesional, los alumnos pueden realizar una inspección de instalaciones eléctricas del instituto (equipos, cuadros eléctricos, transformadores, fusibles, enchufes, tomas de corriente, etc.) con cámaras termográficas, para detectar calentamientos excesivos que conllevan riesgos de cortocircuitos e incendios.