Ley de joule ejercicios

Ley de joule ejercicios

Ley de joule del calentamiento clase 12

La corriente que circula por la mayoría de las sustancias es directamente proporcional a la tensión V que se le aplica. El físico alemán Georg Simon Ohm (1787-1854) fue el primero en demostrar experimentalmente que la corriente en un hilo metálico es directamente proporcional a la tensión aplicada: I ∝ V.

Esta importante relación se conoce como ley de Ohm. Puede verse como una relación de causa y efecto, en la que el voltaje es la causa y la corriente el efecto. Se trata de una ley empírica como la de la fricción, un fenómeno observado experimentalmente. Esta relación lineal no siempre se da.

Si la tensión impulsa la corriente, ¿qué la impide? La propiedad eléctrica que impide la corriente (similar a la fricción y a la resistencia del aire) se llama resistencia R. Las colisiones de las cargas en movimiento con los átomos y las moléculas de una sustancia transfieren energía a la sustancia y limitan la corriente. La resistencia se define como inversamente proporcional a la corriente, o I ∝ .

Esta relación también se denomina ley de Ohm. La ley de Ohm en esta forma define realmente la resistencia para ciertos materiales. La ley de Ohm (al igual que la ley de Hooke) no es universalmente válida. Las numerosas sustancias para las que se cumple la ley de Ohm se denominan óhmicas. Entre ellas se encuentran los buenos conductores, como el cobre y el aluminio, y algunos malos conductores en determinadas circunstancias. Los materiales óhmicos tienen una resistencia R que es independiente de la tensión V y la corriente I. Un objeto que tiene una resistencia simple se llama resistencia, aunque su resistencia sea pequeña. La unidad de la resistencia es el ohmio y recibe el símbolo Ω (omega griega mayúscula). Reordenando I = se obtiene R=, por lo que las unidades de resistencia son 1 ohmio = 1 voltio por amperio: 1 Ω = 1 .

Q=i2rt

James Joule fue un físico y cervecero inglés, nacido en Salford, Lancashire. Joule estudió el calor y descubrió su relación con el trabajo mecánico. De ahí surgió la teoría de la conservación de la energía, que condujo al desarrollo de la primera ley de la termodinámica. Trabajó con Lord Kelvin y juntos desarrollaron la escala absoluta de la temperatura, hicieron observaciones sobre la magnetostricción y encontraron la relación entre la corriente a través de una resistencia y el calor disipado, ahora llamada ley de Joule.

En 1854 se convirtió en gerente de la cervecería familiar, pero mantuvo su interés por la ciencia. Su conocimiento del proceso de elaboración de la cerveza influyó en sus conocimientos científicos y le llevó a especular sobre la convertibilidad de la energía, por ejemplo. Sus experimentos refutaron la «teoría calórica» de Antoine Lavoisier, pero fueron poco aceptados y siguió siendo un extraño para la comunidad científica de la época. No obstante, sus contribuciones a la termodinámica y a la teoría cinética fueron grandes avances, en reconocimiento de los cuales la unidad de energía derivada del SI, el julio, lleva su nombre.

Fórmula de la ley de joules del calentamiento

Un circuito eléctrico simple en el que un camino cerrado para que fluya la corriente es suministrado por conductores (generalmente cables metálicos) que conectan una carga a los terminales de una batería, representados por las líneas paralelas rojas. El símbolo del zigzag representa la resistencia única e incluye cualquier resistencia en las conexiones a la fuente de tensión.

Haciendo conexiones: Conexiones del mundo real La ley de Ohm (V=IR) es una relación fundamental que podría presentarse mediante una función lineal en la que la pendiente de la línea es la resistencia. La resistencia representa la tensión que hay que aplicar a la resistencia para crear una corriente de 1 A a través del circuito. El gráfico (en la figura siguiente) muestra esta representación para dos circuitos simples con resistencias que tienen diferentes resistencias y, por tanto, diferentes pendientes.

Haciendo conexiones: Conservación de la energía En un circuito eléctrico simple, la única resistencia convierte la energía suministrada por la fuente en otra forma. La conservación de la energía se evidencia aquí por el hecho de que toda la energía suministrada por la fuente es convertida en otra forma por la única resistencia. Veremos que la conservación de la energía tiene otras aplicaciones importantes en los circuitos y es una herramienta poderosa en el análisis de circuitos.

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Cuando se suministra corriente eléctrica a un conductor puramente resistivo, la energía de la corriente eléctrica se disipa completamente en forma de calor y, como resultado, la resistencia se calienta. El calentamiento de la resistencia debido a la disipación de energía eléctrica se conoce comúnmente como Efecto de Calentamiento de la Corriente Eléctrica. Algunos ejemplos son los siguientes:

Cuando se conecta una plancha eléctrica a un circuito eléctrico, el elemento de la plancha eléctrica se calienta debido a la disipación de energía eléctrica, que calienta la plancha eléctrica. El elemento de hierro eléctrico es un conductor puramente resistivo. Esto ocurre por el efecto de calentamiento de la corriente eléctrica.

Causa del efecto de calentamiento de la corriente eléctrica: La corriente eléctrica genera calor para vencer la resistencia que ofrece el conductor por el que pasa. A mayor resistencia, la corriente eléctrica generará mayor cantidad de calor. Por tanto, la generación de calor por parte de la corriente eléctrica al pasar por un conductor es una consecuencia inevitable. Este efecto de calentamiento se utiliza en muchos aparatos, como la plancha eléctrica, el calentador eléctrico, el géiser eléctrico, etc.

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