Efecto Joule
Supongo que alguna vez os habréis dado cuenta de que si tocamos una bombilla cuando está encendida, está caliente.
¿Por qué ocurre esto?
Pues esto ocurre por lo que conocemos como efecto Joule.
Vamos a ver en qué consiste este efecto.
Cuando tenemos una corriente eléctrica que va pasando por un conductor lo que ocurre es que los electrones de esta corriente eléctrica van a chocar con las partículas del material, las partículas que están en principio en su posición de equilibrio, que es estable.
Este choque lo que hace es que las partículas del material empiezan a vibrar porque ha chocado un electrón contra ellas.
Y lo que van a intentar estas partículas es volver a su posición de equilibrio.
¿Cómo pueden volver a su posición de equilibrio?
Pues eliminando de alguna forma esta energía extra que tienen por estar vibrando.
¿Cómo pueden eliminar esta energía?
Pues lo van a hacer en forma de calor.
Y esto es lo que conocemos como
efecto Joule.
El hecho de que una corriente eléctrica esté pasando por un conductor va a hacer que éste se caliente.
Vamos a ver cómo podemos estudiar el efecto Joule de forma analítica, con ecuaciones.
Tenemos la primera de las ecuaciones que es esta, que básicamente nos dice que el calor generado por efecto Joule será la intensidad de la corriente al cuadrado, por la resistencia y por el tiempo.
El calor se mide en Julios, pero también lo podemos medir en calorías.
Sabemos que un Julio son 0,24 calorías.
Entonces, si queremos obtener este calor en calorías, simplemente lo multiplicamos por 0,24.
¿Cómo podemos aprovechar este calor por efecto Joule?
Pues si tenemos un conductor, un material, cuya resistencia sea muy elevada, vamos a obtener una gran cantidad de calor.
¿Se os ocurre alguna aplicación en la que enchufamos a la corriente un aparato y éste produzca calor?
Pues seguro que se os ocurren varias.
Unos ejemplos son la vitrocerámica o el secador.
En estos equipos lo que se hace es tener unas resistencias muy elevadas, de forma que cuando la corriente vaya a pasar por ellas, se genere una gran cantidad de calor.
De hecho una vitrocerámica, cuando la encendáis, se ve que se pone roja la parte de la resistencia.
También aparte de hablar de calor, podemos hablar de potencia perdida por efecto Joule.
La potencia no es más que el calor partido del tiempo, es una energía partido de tiempo y entonces la podemos calcular como la intensidad al cuadrado por la resistencia.
Aquí tenemos un problema.
Y es que si perdemos mucha potencia por efecto Joule, realmente vamos a tener una menor intensidad para que podamos utilizar para el fin que necesitemos.
Entonces, para evitar que se pierda mucha energía por efecto Joule lo que se está utilizando son superconductores, que son materiales cuya resistividad es muy bajita.
Y entonces lo que conseguimos es perder muy poquita potencia por efecto Joule.
Entonces veis que a veces el efecto Joule es deseado, entonces lo que hacemos es aumentar la resistencia.
Pero cuando lo que queremos es minimizar este calor disipado por efecto Joule entonces lo que hacemos es disminuir muchísimo la resistencia de nuestro material.
