Movimiento de los electrones

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.

El movimiento de los electrones en un cable es desordenado, esto provoca continuos choques entre ellos y como consecuencia un aumento de la temperatura en el propio cable.

Si en un conductor circula electricidad, 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; este efecto es conocido como efecto Joule.

Celda unitaria y red cristalina.

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. Cuando el cristal es 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 Julios

I = intensidad de la corriente que circula

R = resistencia eléctrica del condutor

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 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.

LEY DE JOULE

Este efecto es utilizado en la actualidad aprovechando las noblezas de la electricidad y se representa de la siguiente manera

Microscópicamente el efecto Joule se calcula a través de la integral de volumen del campo eléctrico por la densidad de corriente :

La resistencia es el componente que transforma la energía eléctrica en calor, (por ejemplo un hornillo eléctrico, una estufa eléctrica, una plancha etc.).

ENUNCIADO La ley de Joule enuncia que : " El calor que desarrolla una corriente eléctrica al pasar por un conductor es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la intensidad de la corriente y el tiempo que dura la corriente

DETERMINACION DEL 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: QC = L²Rt La fórmula para determinar la potencia de una carga resistiva (a menudo denominada ley de Joule), está dada por: P= l²R= V²/R 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

A partir de la equivalencia entre trabajo

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