Experimento: Efecto Joule

EXPERIMENTO: EFECTO JOULE

INTRODUCCIÓN

La electricidad es parte fundamental de nuestro entorno. Los seres humanos en la actualidad dependemos de la electricidad para poder realizar todas nuestras actividades. Por tal razón es tan importante entender ciertos fenómenos que ocurren con respecto a ella. Uno de esos fenómenos es el mencionado Efecto Joule. El efecto Joule es el fenómenopor el cual si en un conductor circula una 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 eleva su temperatura. Esta es la principal razón del porqué loselectrodomésticos se calientan, esto se puede observar en el computador, por esa razón es que sus componentes electrónicos se calientan y necesitan sistemas para su refrigeración.

El presente experimento tiene como finalidad demostrar mediante una experiencia práctica el concepto del Efecto Joule, explicando el funcionamiento de una lámpara incandescente. Para este trabajo experimental seincluirán fundamentos teóricos previos a la práctica, y posteriormente se incluirán cálculos relativos a la resistencia eléctrica de la lámpara y fuerza electromotriz resultante.























OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO

Objetivo general:

Explicar el principio básico del efecto Joule, con la construcción de una lámpara incandescente casera.

Objetivosgenerales:

Diseñar una lámpara empleando materiales caseros o de fácil acceso.
Construir la lámpara, siguiendo las especificaciones establecidas.
Explicar todos los fundamentos teóricos del campo de la física y la electricidad, en los cuales se sustenta este experimento, tomando en cuenta de igual forma, ciertas consideraciones matemáticas relevantes.
Poner en funcionamiento la lámparaconstruida, demostrando de forma práctica el efecto Joule.
Explicar de manera detallada los efectos ocurridos después del experimento.













MARCO TEÓRICO

Diferencia de potencial: La diferencia de potencial (o voltaje), se define como la diferencia de potencial eléctrico medido entre dos puntos. En un campo eléctrico, la diferencia de potencial entre dos puntos A y B, se definecomo al trabajo por unidad de carga que tiene que realizar un agente externo para llevar la unidad de carga de prueba desde A hasta B, sin que cambie la energía cinética. La unidad del Sistema Internacional de Unidades para medir la diferencia de potencial es el voltio, y se define como “la diferencia de potencial entre dos puntos de un campo eléctrico cuando un agente externo realiza un trabajode un Joule para transportar una carga de 1 Culombio entre dichos puntos. La diferencia de potencial se puede medir con un voltímetro.

V = W Vb – Va = Wab
qO qO

Si dos puntos que tienen una diferencia de potencial se unen mediante un conductor, se producirá un flujo de electrones. Parte de la cargaque crea el punto de mayor potencial se trasladará a través del conductor al punto de menor potencial y, en ausencia de una fuente externa (generador), esta corriente cesará cuando ambos puntos igualen su potencial eléctrico. Este traslado de cargas es lo que se conoce como corriente eléctrica.

Corriente eléctrica: La corriente o intensidad eléctrica es el flujo de carga eléctrica porunidad de tiempo que recorre un material. Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. En el Sistema Internacional de Unidades se expresa en C/s (culombios sobre segundo), unidad que se denomina amperio.

I = q
t

Cuando se aplica una fuente de tensión externa (como, por ejemplo, una batería) a los extremos de un material conductor, se...