Ley de Joule

Ley de Joule

“El calor que produce una corriente eléctrica al circular por un conductor, es directamente proporcional al cuadrado de la intensidad de corriente, a la resistencia y al tiempo que dura circulando la corriente." Matemáticamente se expresa de la siguiente manera:
Q = 0,24. I2 .R .t
Al analizar la expresión matemática anterior se encuentra que I2 R es la potencia eléctrica multiplicada por el tiempo; esto proporciona la energía consumida. Esta cantidad de energía eléctrica consumida en joule se transforma en calor, por lo que la constante 0.24 representa lo siguiente:
1 joule de trabajo = 0.24 cal de energía térmica
Donde:
Q = Calor desprendido en calorías.
R = Resistencia del conductor en Ω.
I = Intensidad de corriente en A.
t = tiempo en segundos.
Si analizamos que la formula de la Ley de Joule, donde la potencia es  multiplicada por el tiempo, podemos reemplazar el la formula anterior, con las distintas formulas utilizadas para calcular la potencia. Donde:
P = V . I     →   P = I2 . R   →   P = V2/ R
Nos quedaría de esta manera las distintas variantes para cálculos del efecto Joule. Seria:
Q = 0,24 . V. I .t → Q = 0,24 . I2 .R .t → Q = 0,24 .V2/R . t
Vemos las equivalencias de la unidad de media julio de energía:  (E= P . t)
1 julio = 1 watt x 1 segundo pero 1 kilowatt = 1.000 watt x 1 hora = 3.600 segundos, por lo tanto:

1 Kilowatt-hora = 1 KWh = 1.000 watt x 3.600 segundos = 3,6 x 106 julios
 
1 KWh = 3.600.000 julios

resistencias que se utilizan en los refrigeradores sin escarcha para derretir el hielo acumulado durante su funcionamiento en el evaporador.
Problema resuelto.

Datos Formula Procedimiento Resultado  
V=120 V
P= 1200W
t = 75 min
Q= ?
Q = 0,24. I2 .R .t


      = 12 Ω

     
        = 10 A
  t =75min
Q= 0.24(10 A)2(12 Ω)( 4500 s)
    = 1.246x106 cal.
Q=1.246x106 cal.
La plancha que utilizan en tu casa para quitar las arrugas de tu uniforme escolar tiene una potencia de 1200w. calcula la cantidad de calor que produce al entrar en funcionamiento durante 75 minutos, si esta conectada a un voltaje de 120 V.