Corriente eléctrica y calor son dos conceptos que están estrechamente relacionados. Gracias a la aplicación del efecto Joule, hoy en día disponemos de sistemas de calefacción muy eficientes, convirtiendo la energía cinética que generan los electrones de la corriente eléctrica al circular, en energía térmica que produce calor.
Qué es el efecto Joule y su relevancia
El efecto Joule se produce cuando los electrones de una corriente eléctrica chocan contra la superficie del material que los conduce, transformando su energía cinética en energía térmica. Es decir, el movimiento de los electrones de la corriente eléctrica se convierte en calor al chocar con el material conductor.
Se le denomina efecto Joule porque fue descubierto en el año 1841 por James Prescott Joule, un destacado físico inglés conocido por sus estudios y avances en la termodinámica.
La calefacción por el efecto Joule es una de las principales aplicaciones prácticas de este principio físico.
El efecto Joule y su fórmula
La Ley de Joule o el efecto Joule se recoge en la fórmula: Q = R·I2·t
Desgranando los términos de esta fórmula tenemos:
- Q = representa a la energía o calor desprendido (también puede verse representada en algunas fórmulas por la letra E de energy). Esta energía se mide normalmente en Julios aunque también puede ser en calorías.
- R = Resistencia que opone un material al paso de los electrones.
- I = Intensidad de corriente que se mide en Amperios y es la cantidad de corriente que circula por el circuito.
- t = El Tiempo transcurrido que es medido en segundos.
Por lo tanto, para poder controlar el calor desprendido por el efecto Joule hay que tener en cuenta tres factores principales. La intensidad de corriente que circula (a más intensidad, más electrones y mayor calor desprendido), la resistencia del material conductor utilizado, y el tiempo transcurrido desde que se ponga en funcionamiento el circuito eléctrico.
Desventajas de la aplicación del efecto Joule
Aunque se trata de una forma sencilla y eficiente de obtener calor mediante el uso de la electricidad, el efecto Joule cuenta con algunas desventajas:
- Por un lado, los circuitos eléctricos se sobrecalientan con este sistema por lo que es necesario implementar disipación para reducir esta temperatura y evitar que terminen estropeándose.
- Otro inconveniente del efecto Joule es que se produce una gran pérdida de energía, haciendo que los sistemas no sean del todo eficientes. Para minimizar estas pérdidas se utilizan materiales conductores de baja resistencia, como es el caso del cobre.
Una de las mayores críticas a la aplicación del efecto Joule es el alto consumo energético de los dispositivos que lo utilizan, algo que va en dirección contraria a la tendencia actual de eficiencia energética.
Hemos visto qué es el efecto Joule y cómo tiene gran utilidad en la actualidad poder convertir la energía cinética de la corriente eléctrica en calor. La energía de Joule se utiliza hoy en día en los sistemas de calefacción habituales que tenemos en casa, así como en dispositivos que se calientan mediante resistencias como planchas, secadores, vitrocerámica o el grill del horno.
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