EFECTOS EN LA ELECTRICIDAD

Efecto Joule:

Se conoce como efecto Joule al fenómeno 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 choquesque sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo. El nombre es en honor a su descubridor, el físico británico James Prescott Joule.

El movimiento de los electrones en un cable es desordenado, esto provoca continuos choques entre ellos y como consecuencia un aumento de la temperatura en el propio cable.

Este efecto es utilizado en la actualidad aprovechando las noblezas de la electricidad y se representa de la siguiente manera

Q=I^2* R*t

Microscópicamente el efecto Joule se calcula a través de la integral de volumen del campo eléctrico E por la densidad de corriente J:

La resistencia es el componente que transforma la energía eléctrica en calor, (por ejemplo un hornillo eléctrico, una estufa eléctrica, una plancha etc.).

El   efecto Seebeck  

El efecto Seebeck es una propiedad termoeléctrica descubierta en 1821 por el físico alemán Thomas Johann Seebeck inversa al efecto Peltier. Este efecto provoca la conversión de una diferencia de temperatura en electricidad. Se crea una diferencia de potencial en presencia de una diferencia detemperatura entre dos metales o semiconductores diferentes. Una diferencia de temperaturas T1 y T2 en las juntas entre los metales A y B induce una diferencia de potencial V.

Se refiere a la emisión de electricidad en un circuito eléctrico compuesto por conductores diferentes, a diferentes temperaturas. La diferencia de temperatura causa un flujo de electrones en los conductores, se dice que el flujo inicia directamente desde el área de mayor hacia la de menor temperatura.

De acuerdo con la ley de Joule un conductor transporta cierta corriente generando calor proporcionalmente a la resistencia del mismo por el cuadrado de la corriente, por el tiempo transcurrido:

Un termopar ideal consiste en un par de conductores homogéneos y de una sola pieza de distintos materiales, aleaciones, conectados y unidos en el extremo que servirá para tocar o acercar al objeto del cual queremos averiguar su temperatura.

Un termopar es un generador termoeléctrico que transforma calor en electricidad. Se produce cuando dos hilos conductores unidos entre sí por sus extremos respectivos se someten a una diferencia de temperatura. Entre ambos puntos se genera una diferencia de potencial que aumenta con la temperatura y puede detectarse con un

aparato de medidas eléctricas. Dicho efecto generador de electricidad conocido como efecto Seebeck se emplea principalmente en la medida de temperaturas.

Aplicaciones: Una de las aplicaciones más usadas con este fenómeno es la construcción de sensores de temperatura llamados “termopares”. En la industria están muy difundidos y son relativamente baratos además de soportar rangos de temperatura, dependiendo de la unión de las aleaciones, de hasta 1450°C.

El   efecto Peltier  

El efecto Peltier es una propiedad termoeléctrica descubierta en 1834 por Jean Peltier, trece años después del descubrimiento del mismo fenómeno, de forma independiente, por Thomas Johann Seebeck. El efecto Peltier hace referencia a la creación de una diferencia de temperatura debida a un voltaje eléctrico. Sucede cuando una corriente se hace pasar por dos metales o semiconductores conectados por dos “junturas de Peltier”. La corriente propicia una transferencia de calor de una juntura a la otra: una se enfría en tanto que otra se calienta.

Una manera para entender cómo es que este efecto enfría una juntura es notar que cuando los electrones fluyen de una región de alta densidad a una de baja densidad, se expanden (de la manera en que lo hace un gas ideal) y se enfría la región.

Cuando una corriente I se hace pasar por el circuito, el calor se genera en la juntura superior (T2) y es absorbido en la juntura inferior (T1). A y B indican los materiales.

Efecto inverso joule

El calor puede producir corriente eléctrica Cuando los extremos de un alambre conductor que forma parte de un circuito se hallan a diferentes temperaturas circula por él una pequeñísima corriente eléctrica Este efecto se aprovecha para la fabricación de termómetros como los utilizados en los automóviles para medir la temperatura del motor El funcionamiento de las válvulas de seguridad de estufas y hornos de gas también está basado entre otros en este fenómeno Claro está que este fenomeno solo se ve presente en los potenciometros de puente.