### ACTIVIDAD

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EFECTO JOULE

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Observa las siguientes imágenes
Ahora responde las siguientes preguntas

1.

¿Qué relación tienen entre sí los aparatos
eléctricos representados en las imágenes?

2.

¿Por qué crees que se calientan estos
materiales?

3.

¿Crees que todos los materiales son
propensos a este fenómeno?

4.

¿Cómo deben ser los materiales para que
no sufran este efecto?

5.

¿Qué consecuencias perjudiciales y benéficas
trae este efecto para la economía del hogar
y del medio ambiente?

6.

¿Cómo perjudica este efecto las
redes eléctricas?

7.

¿Consideras este fenómeno una
causa de las pérdidas de energía
ocasionadas por el transporte en
las líneas de alta tensión?

Observa las siguientes imágenes

1. La principal fuente de pérdidas de energía en el transporte en líneas
   de alta tensión, se debe al efecto joule.

2. La figura muestra movimientos electrónicos caóticas entre electrones
   y átomos, esparciendo energía calórica al medio.

3. El efecto joule es la pérdida de energía en forma de calor. Ocurre
   cuando se produce una interacción entre los electrones de conducción
   que viajan por el alambre, y los núcleos de los átomos del conductor.
   Esta interacción genera una pérdida de energía en forma de calor.
   Por lo tanto, en un conductor en el que circula corriente eléctrica, un
   porcentaje de la energía cinética de los electrones se transforma en
   calor.
   La cantidad de energía calorífica producida por una corriente eléctrica,
   depende directamente del cuadrado de la intensidad de la
   corriente, del tiempo que ésta circula por el conductor y de la
   resistencia que opone el mismo al paso de la corriente.

4. Matemáticamente se expresa de la siguiente manera:
   Siendo:
   Q = energía calorífica producida por la corriente expresada en Julios
   I = intensidad de la corriente que circula en amperios
   R = resistencia eléctrica del condutor en ohmios
   t = tiempo en seg

   Q = I2 * R * t

5. Para transportar un determinado nivel alto de potencia (P=I*V ) se
   debe elevar la tensión o voltaje y reducir la corriente que circulará, de
   esta forma se está mermando las pérdidas de energía (en forma de
   calor) causadas por el efecto Joule.
   Dicho de otro modo el calor perdidio en terminos del voltaje, potencia
   y resistencia esta dado por el siguiente modelo:

6. La ecuación anterior implica que el calor es inversamente proporcional
   al voltaje y, que si aumentamos el voltaje al máximo, la pérdida de
   energía en forma de calor será mínima.
   El efecto Joule limita la corriente eléctrica que transporta los cables
   de las conducciones eléctricas. Este límite asegura que la temperatura
   a la que podrían llegar los cables, no produzca un incendio.
   Una manera de asegurar este límite, es utilizando un fusible: un
   dispositivo formado por un hilo de metal que va conectado en serie
   al circuito general de la instalación eléctrica.

Observa las siguientes imágenes

- Un lápiz negro común, o una
  mina de grafito
- 2 pedazos de cable (de
  cualquier tipo) de 20 cm,
  (puede ser cable de audio)
- Una bateria o 3 pilas de 1.5 v

1. Conecta a cada extremo de la
mina de grafito (La mina de grafito
puedes obtenerla de un lápiz pelado
con cuidado o de un portaminas) un
cable. Conecta las baterías de los
demás extremos de los cables.
2. Podrás ver como la mina de
grafico comienza a tornarse
brillante.