Calcula el calor (expresado en joules) que disipa una resistencia de 2000 Ω por el que están circulando 1,5 amperios durante 15 minutos
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Cuando circula una corriente eléctrica, una parte de la energía se convierte en trabajo, y otra parte se convierte en calor. Este calor se produce porque al recorrer la corriente eléctrica el circuito, debe vencer la resistencia que ofrece el conductor. Esta energía aplicada para vencer la resistencia se desprende en forma de calor
Este fenómeno fue observado por el científico inglés James Prescott Joule, quien observó además las relaciones que existen entre el tiempo que circula la corriente, así como la intensidad de esa corriente, con el calor o con el trabajo generado, y usó diferentes métodos de medición de la corriente y del calor generado. El enunciado de la Ley de Joule es el siguiente:
El calor producido en un conductor por el paso de la corriente es directamente proporcional a la resistencia, al cuadrado de la corriente y al tiempo que está conectado.
La Corriente, medida en Amperes, pasa a través de los conductores; mientras más resistencia al paso de la corriente tenga un conductor, más difícil será a los electrones moverse a través del conductor. La energía que se usa para poder mover el flujo de electrones se disipa en forma de calor.
Las observaciones de Joule se sintetizan en la siguiente fórmula:
J = I2*R*t
J = Es la medida del calor producido, que se mide en Joules. Un joule equivale a 0.24 calorías.
I = Es la Corriente. Se mide en amperes.
R = Resistencia del conductor o de la carga, medida en Ohms (W)
t = Es el tiempo que circula la corriente por el conductor, o también el tiempo que permanece conectado el circuito. Se mide en segundos.
A partir de esta fórmula, podemos calcular cualquiera de las otras magnitudes:
I = √(J)/(R*t)
R = (J)/(I2*t)
t = (J)/( I2*R)
Ejemplos de la Ley de Joule
Ejemplo 1. Calcular el calor producido por una corriente de 2A sobre una resistencia de 150 W, durante 7 segundos.
J = ?
I = 2 A
R = 150 W
t = 7 s
J = I2*R*t
J = (22)(150)(7) = (4)(150)(7) = 4200 J
Se producen 4200 Joules de calor.
Ejemplo 2. Calcular la corriente que circula por un circuito, si sabemos que sobre una resistencia de 150 W, durante 3 segundos se producen 1500 J.
J = 1500 J
I = ?
R = 80 W
t = 3 s
I = √(J)/(R*t)
I = √(1500)/(80*3) = √(1500)/(240) = √6.25 = 2.5 A
La Corriente del Circuito es de 2.5 Amperes.
Ejemplo 3. Calcular la resistencia del conductor, si sabemos que la corriente es de 1.25 A, el tiempo es de 4.5 segundos y el calor producido es de 1458 J.
J = 1458 J
I = 1.2 A
R = ?
t = 4.5 s
R = (J)/(I2*t)
R = (1458)/(1.22)(4.5) = (1458)/(1.44)(4.5) = (1458)/(6.48) = 225 W
La resistencia del conductor es de 225 Ohms.
Ejemplo 4. Calcular durante cuánto tiempo está conectado un circuito, si la corriente es de 500 mA, la resistencia del conductor es de 125 W y el calor producido es de 31.25 J.
J = 31.25 J
I = 500 mA = 0.5 A
R = 125 W
t = ?
t = (J)/( I2*R)
t = (31.25)/(0.52)(125) = (31.25)/(0.25)(125) = (31.25)/(31.25) = 1 s
el circuito está conectado durante 1 segundo
OTRA FUENTE.......
Ley de Joule:
Cuando la corriente eléctrica atraviesa un conductor, éste se calienta, emitiendo energía, de forma que el calor desprendido es directamente proporcional a la resistencia del conductor, al tiempo durante el que está circulando la corriente y al cuadrado de la intensidad que lo atraviesa.
Si todas las magnitudes utilizadas en esta fórmula están expresadas en las unidades del sistema internacional, el resultado se obtiene en julios.
Sin embargo es muy habitual utilizar la caloría como unidad de energía. En ese caso para convertir el valor obtenido en julios a calorías debe multiplicarse por el factor de conversión 0,24
1 julio=0,24 calorias
Al igual que ocurre con la ley de Ohm la mejor forma de familiarizarse con la ley de Joule es aplicarla. A continuación te planteamos cuatro ejercicios para que puedas practicar.
Calcula el calor (expresado en julios y en calorías) que disipa una resistencia de 2 kΩ por el que están circulando 1,5 amperios durante 15 minutos.
En primer lugar pasamos los valores de cada una de las magnitudes a su unidad correspondiente en el SI.
R = 2 kΩ = 2000 Ω
I = 1,5 A
t = 15' = 900 s
Sustituimos en la expresión de la ley de Joule:
Este valor es muy grande, si lo pasamos a MJ
E:calor: 4,05 MJ
En Calorías
E:Calor: 4.050.000.0,24: 972.000cal
En kilogramos
E:calor: 972kcal
Explicación:
corona por favor
Respuesta:
mal mal mal te piden la respuesta de ese ejercicio al final confundes mas