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Joule
Clasificado en Apuntes de Física de Universidad.
Escrito el 02 de Septiembre de 2010 en Español y con un tamaño de 2.239 bytes.
LEY DE JOULE
Cuando seestablaece un campo electrico en un conductor, los portadores de carga se aceleran. Sin embargo, los electrones de conduccion en un metal adquieren una velocidad constante comoresultado de su interaccion con el campo electrico externo. Esto significa que cuando el electron avanza por el conductor realiza un trabajo y entrega energia al medioconductor; esta energia se disipa en forma de calor.
Esta situacion recuerda a la caida de un cuerpo bajo la accion de la fuerza gravitatoria. En ausencia de otrasfuerzas, suvelocidad aumenta continuamente. Si embargo, cuando el cuerpo cae en el seno de un fluido viscoso su velocidad alcanza un valor limite constante. Por analogia,podemos decir que la presencia de la red cristalina equivale a la de una fuerza "viscosa". Esta fuerza viscosa se debe a las imperfecciones de la red cristalina y almovimiento termico de sus iones, que ostaculizan el movimiento el movimiento de los electrones de conduccion por la red y los dispersan continuamente durante su movimiento.Devido a esta situacion, parte de la energia de los electrones es transferida a la red, aumentando la energia de vibracion , que hace que se produzca un incremento detemperatura, lo que constituye el efecto de calentamiento por una corriente llamada efecto Joule.
Es sencillo calcular la energia que por unidad de tiempo entrega cadaportador de carga, esta es:
dw0/dt = Fv = qEv
siendo q la carga de cada portador y v su velocidad; de ahi que la energia disipada por unidad de volumen y de tiempo sea