¿Qué es el Efecto Joule y cómo afecta a la calefacción?
¿Has oído hablar del efecto Joule? Se trata de una técnica de calefacción para los hogares aunque su técnica también se usa en las industrias y, hoy en Economía de Ahorro vas a descubrir qué es, desde cuando se utiliza, quién lo inventó y cómo influye en la eficencia energética.
¿Sabías que llevamos utilizando muchos años el efecto Joule? ¡Vamos a conocer varios ejemplos!
¿Qué es el efecto Joule?
Vamos a centrarnos en la calefacción para explicar qué es el efecto Joule. Cuando una corriente eléctrica pasa por un material que es conductor, éste aumenta su temperatura debido a los electrones que chocan contra el elemento conductor, es decir, la energía cinética del movimiento pasa a ser energía térmica.
Se puede explicar diciendo que la electricidad se convierte en calor, de manera que como puedes ver llevamos utilizando el efecto Joule mucho tiempo para calentas las casas y aplicar ese calor en diferentes procesos industriales.
Puede que también lo conozcas como calefacción resistiva, calefacción de resistencia o calefacción Óhmica ya que lo que realmente calienta es una resistencia que trabaja como material conductor.
¿Cuál es la fórmula del efecto Joule?
La fórmula matemática es la siguiente: Q = I2 · R · t
Q= es la energía calorífica que se produce por la corriente. Se suele expresar en julios (J)
I= es la intensidad de la corriente que circula y se expresa en amperios (A)
R= es la resistencia eléctrica del conductor expresada en ohmios.
t= es el tiempo, se representa en segundos (s)
¿Quién descubrió el efecto Joule?
En 1840 el matemático y físico inglés James Prescott Joule publicó que el calor se podía generar por una corriente eléctrica según los experimientos que había realizado con un alambre conductor sumergido en agua.
¿Por qué fue importante el descubrimiento de James Prescott Joule?
Con sus experimentos descubrió que a medida que aumentaba la potencia de la corriente que aplicaba, la temperatura del agua también aumentaba.
Este descubrimiento fue muy importante ya que a partir de él llegó la ley de la conservación de energía y la primera ley de la termodinámica.
¿Cómo se aplica el efecto Joule?
Seguro que alguna vez en tu vida te has calentado con los radiadores con tubos que se iluminan cuando se calientan, o un radiador tradicional te darás cuenta que te has beneficiado del efecto Joule.
También lo puedes ver en una tostadora o una plancha o en la fabricación de fusibles. Si echas la vista atrás, reconocerás el efecto Joulé en las bombillas de filamento, las cuales se calentaban mucho cuando llevaban mucho tiempo encendidas.
En la industria se utiliza actualmente en calentar mediante la inducción, se usa en hornos industriales de inducción o en cocinas de inducción.
¿Por qué es importante el coeficiente de rendimiento?
Para saber la eficiecia energética de los radiadores hay que tener en cuenta el coeficiente de rendimiento. Pero, ¿qué es? Es un ratio que mide el calor que se obtiene mediante la energía que se emplea para generarlo.
En los aparatos que usan el efecto Joule su coeficiente de rendimiento es 1, esto se traduce en cada joule de energía eléctrica produce 1 julio de calor. Como puedes ver te garantiza un 100% de eficiencia pero actualmente existen sistemas más eficientes de calefacción que el efecto Joule.
¿Hay sistemas más eficientes de calefacción que el efecto Joule?
Sí, hoy en día los hay, las bombas de calor , un ejemplo son los aparatos de aire acondicionado cuyo coeficiente de rendimiento es de 2,3 a 3,5 pero esto no significa que su eficiencia sea mayor que el 100%.
Si nos basamos en las leyes físicas, no se puede generar mayot energía a partir de una energía menor, o sea, que si genero 1 julio de electricidad no puedo generar 2 julios de calor.
¿Cuál es el truco entonces? Los aparatos de aire acondicionado recogen del ambiente frío y calor y lo usan, de esta manera aprovechan la electricidad que les suministra y pueden generar más calor que la energía eléctrica que les hace funcionar.
¿Cuáles son los principales inconvenientes del efecto Joule?
Son dos los incovenientes principales:
- La pérdida de la energía que se transforma en calor
- Se sobrecalientan los sistemas elétricos
Por eso muchos aparatos eléctricos que usan el efecto Joule tienen disparadores de calor para evitar el calentamiento excesivo de los dispositivos.
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