Cuando la corriente fluye a través de un circuito eléctrico, la colisión entre los electrones y átomos de alambre hace que se genere calor. ¿Cuánto calor se genera durante actual que fluye a través de un cable y de qué condiciones y parámetros depende la generación de calor? James Prescott Joule, un físico inglés, acuñó una fórmula que explica este fenómeno con precisión. Esto se conoce como La ley de Joules.
¿Qué es la Ley de Jules de la Calefacción
El calor que se produce debido al flujo de actual dentro de un cable eléctrico, se expresa en unidad de julios. Ahora la representación matemática y la explicación de La ley de Joules se da de la siguiente manera.
- La cantidad de calor producida en un alambre conductor de corriente, es proporcional al cuadrado de la cantidad de corriente que fluye a través del alambre, cuando el resistencia eléctrica del cable y el tiempo de flujo de la corriente son constantes.
- La cantidad de calor producida es proporcional a la resistencia eléctrica del cable cuando la corriente en el cable y el tiempo de flujo de la corriente son constantes.
- El calor generado por el flujo de corriente es proporcional al tiempo de flujo de corriente, cuando el resistencia eléctrica y la cantidad de corriente es constante.
Cuando estas tres condiciones se fusionan, la fórmula resultante es así
Aquí, H es el calor generado en julios, i es la corriente que fluye a través del cable conductor en amperios y t es el tiempo en segundos. Hay cuatro variables en la ecuación. Cuando se conocen tres de ellas, la otra puede ser calculada. Aquí, J es una constante, conocida como El equivalente mecánico en julios del calor. Equivalente mecánico del calor puede definirse como el número de unidades de trabajo que, cuando se convierten completamente en calor, proporcionan una unidad de calor. Obviamente, el valor de J dependerá de la elección de las unidades de trabajo y de calor. Se ha encontrado que J = 4,2 julios/cal (1 julio = 107 ergs) = 1400 ft. lbs./CHU = 778 ft. lbs/B Th U. Cabe señalar que los valores anteriores no son muy exactos pero son lo suficientemente buenos para el trabajo general.
Ahora, de acuerdo con la ley de Joules I2Rt = trabajo hecho en joules eléctricamente cuando los amperios de corriente se mantienen a través de un resistencia de R ohms para t segundos.
Eliminando la I y la R a su vez en la expresión anterior con la ayuda de La ley de Ohms…obtenemos formas alternativas como…
Video de explicación de la ley de Joules
Si prefiere una explicación en video, discutiremos la Ley de Joules en detalle en el siguiente video.
