Efecto de Joule Univalle

7/17/2019 Efecto de Joule Univalle

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EFECTO DE JOULE

RESUMENSe determinó el equivalente mecánico del calor (J ) por medio de uncalorímetro y diferentes masas de agua, el agua, que se encontraba en el

calorímetro se le aumento la temperatura por medio de una resistencia por la cual recorríauna corriente I   que variaban entre 3,5 y 4,  A, el incremento en la temperatura seregistraba constantemente con un termómetro durante un tiempo de !,5 minuto con el finde observar la relación entre el incrementito de la temperatura y el tiempo para poder obtener un valor de J  para cada e"perimento y probar la valides de la #ey de $oule%

INTRODUCCIÓN

&l calentamiento de los conductores por el paso de la corriente el'ctrica fue unode los primeros efectos observados por 

los científicos estudiosos de losfenómenos el'ctricos, sin embargo,abría de pasar algn tiempo antes deque se conociera la magnitud de talefecto calorífico y los factores de los quedepende% $ames *rescott $oule (!+!+!++-) se interesó desde .oven en lamedida de temperaturas de motoresel'ctricos, lo que le permitió acia !+4encontrar la ley que rige la producción decalor por el paso de una corrienteel'ctrica a trav's de un conductor% #a ley

de $oule establece que la cantidad decalor producida es directamenteproporcional a la resistencia R   delconductor, al cuadrado de la intensidadde corriente I  que lo atraviesa y al tiempot % es decir

Q= I   ² Rt 

(!)&l efecto calorífico, tambi'n llamadoefecto $oule, puede ser e"plicado a partir 

del mecanismo de conducción de loselectrones en un metal% #a energíadisipada en los coques internosaumenta la agitación t'rmica delmaterial, lo que da lugar a un aumentode la temperatura y a la consiguienteproducción de calor% #a ley de $oule, por su parte, puede ser enfocada como unaconsecuencia de la interpretación

energ'tica de la ley de /m% Si I.R 

representa la energía disipada por cadaunidad de carga, la energía total que sedisipa en el conductor en forma de calor,cuando aya sido atravesado por una

carga q, será0Q=qIR

(1)&n 'ste efecto se basa el funcionamientode diferentes electrodom'sticos como losornos, las tostadoras y lascalefacciones el'ctricas, y algunosaparatos empleados industrialmentecomo soldadoras, entre otros, en los queel efecto til buscado es, precisamente elcalor que desprende el conductor por el

paso de la corriente% Sin embargo, en lamayoría de las aplicaciones es un efectoindeseado y la ra2ón por la que losaparatos el'ctricos y electrónicosnecesitan un ventilador que disminuya elcalor generado y evite el calentamientoe"cesivo de los diferentes dispositivoscomo podían ser los circuitos integrados%

MODELO TEÓRICO

asándose en la ley de $oule y en elprincipio de la conservación de la energíase determinó e"perimentalmente elequivalente mecánico del calor J % #asecuaciones aplicadas fueron0

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W =∫ Pdt =VI (t f −t i )(3)

 Mc= M agua cagua+ M cal ccal(4)

J =[W 

Q ]=

[

  VI 

∑ Mc

∆ t 

∆T 

 ](5)

(∑ Mc ) ∆T =1

J  ( VI ) ∆ t (6)

m=1

J 

VI 

 Mc(7)

%Error=|Valor Real−Valor Experimental|

Valor Real

(+)

Detalles Experimentales

Se le midió a una cantidad de agua latemperatura y su masa por medio de unatermómetro de ,!6 y una balan2a de

,!g, respectivamente, 'sta cantidad deagua fue vertida en un recipiente dealuminio denominado calorímetro al cualse le mido la masa por medio de unabalan2a de ,!g, en 'ste se encontrabauna resistencia el'ctrica% &l calorímetro

se conectó por medio de cables decone"ión a una fuente de potencia, a unreóstato y a un multímetro, con el fin deacer pasar una corriente el'ctrica por medio de la resistencia, transformar esaenergía el'ctrica a energía calórica, yconocer la corriente que circulaba por laresistencia% 7l pasar un tiempo definido latemperatura del agua se incrementabacon respecto a la temperatura inicial,estas nuevas temperaturas se midieroncon un termómetro de ,!6% &l

anterior procedimiento se reali2ó paracuatro diferentes masas de agua% #osvalores de las temperaturas, las masasde agua y el calorímetro, los tiempos, lascorrientes y las diferencias de potenciasse observan en las siguientes tablas0