Ley de Joule
Ley de Joule
La ley del calor generado cuando la corriente eléctrica pasa a través de un conductor En 1840, J.P. Joule obtuvo experimentalmente que el calor se genera cuando. la corriente eléctrica pasa por un conductor El calor Q (llamado calor Joule) es proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente I, la resistencia R del conductor y el tiempo de energización t, es decir,
Q=I2Rt donde las unidades de I, R, t y Q son respectivamente amperios, ohmios, segundos y julios. Debido a que H.F.E. Lenz descubrió de forma independiente el mismo resultado en 1842, también se le llama ley de Joule-Lenz.
El calor emitido por unidad de tiempo se llama potencia térmica, P=Q/t Usando la ley de Ohm U=IR, la ley de Joule se puede expresar como P=IU, donde U es el voltaje usando la densidad de corriente j y la densidad de potencia térmica p. (potencia térmica por unidad de volumen), la forma diferencial de la ley de Joule se obtiene como
En la fórmula, E es la intensidad del campo eléctrico; σ es la conductividad del conductor.
Cuando la corriente pasa a través del conductor, la fuerza del campo eléctrico actúa sobre la carga y la energía potencial eléctrica se convierte en energía térmica, lo que hace que el calor se disipe. Esta es la fuente del efecto térmico de la ley de Joule. es en realidad el resultado de la ley universal de conservación de la energía aplicada a conductores energizados.
El efecto térmico de la corriente eléctrica tiene una amplia gama de aplicaciones, como hornos eléctricos, lámparas incandescentes, soldadores eléctricos, hornos, etc. Los fusibles (fusibles) utilizados para la protección contra sobrecorriente funcionan utilizando calor Joule. El efecto térmico de la corriente es a veces dañino. Por ejemplo, el calor Joule emitido en las líneas de transmisión de energía reduce la eficiencia de transmisión de energía eléctrica e incluso puede quemarse. Los mismos problemas también ocurren en los devanados de generadores, motores y transformadores, que requieren refrigeración por agua, hidrógeno o aceite. Varios instrumentos eléctricos, electrodomésticos, etc. ciertos voltajes nominales una vez que el voltaje externo excede este valor, puede producir fiebre y agotamiento.