Efecto Joule

Efecto joule
La energía eléctrica se convierte en calor en una resistencia
La cantidad de energía eléctrica es mayor cuando la corriente se incrementa, aumenta la energía eléctrica convertida en calor con el tiempo que se mantiene el interruptor cerrado, una cantidad mayor de energía eléctrica se convierte en calor en un alambre de mayor resistencia
James Prescott Joule estudio los efectoscaloríficos de una corriente eléctrica. De los resultados de sus experimentos, formulo la ley que nos permite calcular la cantidad de calor desarrollada en un conductor por el que circula una corriente. La siguiente afirmación se conoce como la ley de Joule: El calor desarrollado en un conductor es directamente proporcional a la resistencia del conductor, al cuadrado de la corriente y al tiempo quedura dicha corriente.
Todo el trabajo realizado por una corriente en una resistencia, se presenta como calor. Entonces la energía eléctrica consumida en la resistencia es igual a la energía calorífica que se presenta.
W=H
En donde W es la energía eléctrica en Joules y H es la energía calorífica en joules. Entonces, de la sección 1, H=QV (Joules)
En donde Q es la energía en Coulombs que fluye atraves de la resistencia y V es la diferencia de potencial en dicha resistencia al aplicar al circuito una fuente de fem. tenemos Q= It
Según la ley de Ohm: V=IR
Sustituyendo los valores de Q y de V, nuestra ecuación expresa la ley de Joule: H=I2Rt (Joules).
Una caloría equivale a 4.19 Joules de trabajo. Entonces, el calor expresado en calorías es: H=I2Rt Joules/4.19 Joules/cal Entonces la leyde Joule nos queda: H=0.24 I2Rt en donde I es la corriente en amperes, R es la resistencia en ohms y t es el tiempo en segundos durante el cual fluye la corriente. Como la constante 0.24 tiene las dimensiones cal/Joule, H es el calor desarrollado en la resistencia, en calorías.
La escalera de Jacob
Se conoce informalmente como escalera de Jacob, llamada en inglés Jacob's ladder, al arcoeléctrico producido por un dispositivo formado por dos conductores rectos en forma de V.
El arco se produce en la parte más cercana (baja) de los electrodos y a medida que el aire superior es ionizado por la radiación ultravioleta y por el calor, va subiendo hasta que la distancia de los electrodos es demasiado larga y desaparece, repitiéndose el arco en la parte más estrecha y así sucesivamente.
Paraque se produzca el arco se necesita normalmente una diferencia de tensión entre electrodos mayor de 5.000 voltios.
Para mejorar el cebado del arco y que este se inicie en la parte más baja de la V, se introduce un tercer electrodo corto (llamado de Gabriel) entre los dos principales. Va conectado a uno de los electrodos principales por una resistencia.
Este dispositivo se utilizaba mucho en laspelículas de ciencia ficción antiguas.
Objetivo
Describir las reacciones y el movimiento que efectúan los iones para liberarse y como los electrodos se relacionan para llevar acabo lo establecido en la ley de Joule
Material necesario
Un transformador de iones de 120volts
Una escalera de Jacob
Procedimiento
Prender el transformador y cuando la corriente se mueva a través de los conductoresrectos observar, y analizar que sucede si le colocas un aislante como madera para poner resistencia a la corriente.
Explicacion
¿Qué es romper el aire?
Como bien es sabido, el aire es un material dieléctrico y por tanto, no conductor. El caracter conductor, de un material queda determinado por la teoría de bandas - Algún día haré un post sobre ella, puede ser interesante el tema- Así a modode breve resumen, esta teoría considera que en una sucesión de N átomos, es decir un sólido cristalino, los niveles de energía se desdoblan en N niveles conformando lo que se llaman bandas de energía. Las bandas se consideran dos, la banda de valencia, correspondiente al estado fundamental y la banda de conducción correspondiente a un estado excitado. El carácter conductor de un material, lo...