El efecto Joule es un fenómeno por el que los electrones en movimiento de una corriente eléctrica impactan contra el material a través del cual están siendo conducidos. La energía cinética que tienen los electrones se convierte entonces en energía térmica, calentando el material por el que circulan. El aumento de esta temperatura tiene distintas aplicaciones, entre ellas el uso en sistemas de calefacción de distintos tipos.
A continuación, profundizaremos en esta explicación y también en las particularidades de sus distintas aplicaciones.
Explicación del Efecto Joule
James Prescott Joule descubrió en 1841 que cuando una corriente eléctrica fluye por un sólido o líquido con una cierta conductividad, la energía eléctrica se convierte en calor a través de las pérdidas resistivas de forma irreversible. Los electrones que colisionan, tal y como se ha explicado, con los átomos del material conductor, causando que el calentamiento de éste. Pero ¿de qué factores depende este fenómeno?
La Resistencia (R): Es la oposición que ejerce un material al paso de los electrones. Cuanto mayor sea, más colisiones ocurrirán y el material se calentará más. Se expresa en ohmios.
La Intensidad (I): La cantidad de electrones que recorren el circuito por unidad de tiempo. Se expresa en amperios.
Energía disipada (E): La energía que se disipa en un conductor al circular por él energía eléctrica. Se expresa en Joules o Julios.
Tiempo (t): El tiempo durante el que fluye la corriente.
Por lo tanto, la fórmula que relaciona estos conceptos a través de Efecto Joule es la siguiente:
E = R·I2·t
Debemos recordar que esta fórmula puede expresarse de distintas maneras teniendo en cuenta la correlación de los parámetros. En algunos casos también aparece expresada en función de la Potencia (P), siendo ésta el Voltaje (V) por la Intensidad, y siendo el Voltaje, la Intensidad por la Resistencia. Es decir:
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