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• Victor Cuenca Molina

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RESUMEN En esta práctica de laboratorio se estudió el efecto joule, el cual nos indica como la energía eléctrica se transforma en calor. Con el experimento se puedo comprobar que Toda corriente eléctrica que circula a través de una resistencia eléctrica, provoca que esta última libere calor, el cual es adsorbido por el medio que lo rodea, se determinó el equivalente mecánico del calor ( J ) por medio de un calorímetro y diferentes masas de agua, para demostrar el efecto joule se vertió el agua en el calorímetro y se le aumento la temperatura por medio de una resistencia por la cual recorría una corriente I que variaban entre 2.44 y 2,46 A, los incrementos de la temperatura se registraron en tablas al igual que los tiempos que tardaban en efectuarse dichos incrementos y así obtener una relación entre ellos que nos sirvió para conseguir un valor de( J ) para la valides de la Ley de Joule. INTRODUCCION Una de las principales aplicaciones de la energía eléctrica proviene de su posibilidad de transformarse en calor. Esta conversión, conocida por efecto Joule, Se conoce como efecto Joule al fenómeno irreversible por el cual si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El efecto Joule se aprecia en numerosos fenómenos cotidianos. Por ejemplo, se emplea para generar calor a partir de la electricidad mediante calefactores eléctricos, permite el funcionamiento de aparatos industriales, como aparatos de soldadura, hornos eléctricos para la fundición y metalurgia y soldadores de punto. Este último, muy utilizado en la industria automotriz y en la chapistería, reemplaza con ventaja el sistema de remachado. Pero también tiene efectos indeseables en los circuitos, ya que provoca el calentamiento de los motores eléctricos, de las bombillas de iluminación y de los cables, con el consiguiente riesgo de incendio y las pérdidas de energía. MARCO TEORICO CALORIMETRO: es un instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos. El tipo de calorímetro de uno más extendido consiste en un envase cerrado y perfectamente aislado con agua, un dispositivo para agitar y un termómetro. Los calorímetros suelen incluir su equivalente, para facilitar cálculos. El equivalente en agua del calorímetro es la masa de agua que se comportaría igual que el calorímetro y que perdería igual calor en las mismas circunstancias. De esta forma, solo hay que sumar al agua la cantidad de equivalentes LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA: exige que la energía se transforme de una forma a otra sin perdida. Eso significa que un joule de energía potencial, cuando se convierte en electricidad, debe volverse un joule de energía eléctrica. Un joule de energía

eléctrica, cuando se convierte en energía térmica, debe producir un joule de energía térmica. La potencia eléctrica es:

P=VI [1] Donde

I

es la corriente electrica en amperios, y

V

es la diferencia de potencial en

voltios. La energía eléctrica (W) es la potencia multiplicada por el tiempo, de modo que:

W =VI ( ∆ t ) [2] La energía térmica en el agua puede escribirse como:

Qsis =( M agua C agua + M cal Ccal ) ( T f −T i ) [3]

Donde Q es la energía térmica en joules, M es la masa del agua

C agua

y

C cal

,

corresponden al calor específico del agua y del calorimetro respectivamente. El valor en Joules correspondiente a una caloría, llamado el Equivalente Mecánico del calor (Jteo) es igual a:

J teo=

W [4] Qsis

PROCEDIMIENTO:

Figura 1. Circuito Eléctrico para el estudio del Efecto Joule

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Primero se debe montar el circuito de la FIGURA 1. Posteriormente se mide el vaso del calorímetro vacío, posteriormente de vierte el vaso pequeño en el calorímetro y se vuelve a medir la masa de este y el resultado total que dé se le resta la masa del calorímetro vacío para obtener la masa del agua del primer procedimiento. Luego se sella el calorímetro y se procede a medir temperatura, corriente y voltaje. Luego se hace el mismo procedimiento anterior con el vaso más grande.

DATOS Y RESULTADOS Temperat ura(pc) 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Voltaje( V) 0 6,75 6,82 6,73 6,73 6,72 6,72 6,72 6,74 6,73 6,74

Corriente( mA) 0 2,44 2,45 2,45 2,45 2,45 2,45 2,45 2,46 2,46 2,46

Tiemp o 0 19 1,11 1,51 2,36 3,22 4,09 4,54 5,43 6,30 7,14

Tabla1: Masa de agua 193,34g Temperat ura(pc) 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

Voltaje( V) 6,69 6,67 6,68 6,69 6,69 6,67 6,69 6,70 6,68 6,69 6,71

Corriente( mA) 2,43 2,44 2,44 2,44 2,44 2,44 2,44 2,45 2,44 2,44 2,45

Tabla2: Masa del agua 196,62g

Tiemp o 0 28 1,28 2,33 3,23 4,17 5,33 6,44 7,31 8,93 9,36

Grafica (1): Grafica Tabla 1

Grafica (2): grafica tabla 2 CONCLUSIONES 1. El efecto Joule depende de la resistencia que ofrece el conductor al paso de la corriente (resistividad), así como de la cantidad de intensidad que circula por el circuito. Así, si nuestro generador eléctrico aumenta el voltaje, el calor desprendido en nuestro circuito será mayor. Una tensión mayor entre dos puntos origina un movimiento más violento de cargas y, por tanto, un mayor calentamiento. 2. cuando no hay corriente circulando, las cosas no se calientan, pero sí lo hacen cuando el circuito conduce corriente: de modo que el aumento de la temperatura se debe al paso de la corriente 3. ya que el calentamiento se debe a los impactos de los electrones con lo que los rodea, el calentamiento depende de la intensidad de corriente eléctrica. Cuanto mayor sea la intensidad de corriente, más impactos se producirán en un intervalo de tiempo determinado, y por lo tanto más se calentará el conductor. 4. Aunque el efecto Joule no es deseable en muchos casos, es la base de muchos de los aparatos eléctricos que empleamos de forma cotidiana, como las estufas o las bombillas. 5. La cantidad de calor producida por una corriente eléctrica es:

Proporcional a la duración del paso de la corriente. Directamente proporcional al cuadrado de la intensidad. Directamente proporcional al valor de la resistencia

BIBLIOGRAFIA http://ciencia.me/lei-joule-efeito-joule-potencia-eletrica/?lang=es https://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Joule https://www.clubensayos.com/Temas-Variados/Aplicaciones-Del-Efecto-Joule/276587.html