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Ley de Coulomb y Ley de Joule (Unidad I) - Coggle Diagram
Ley de Coulomb y Ley de Joule
(Unidad I)
Ley de Joule
:check:
La ley de Joule muestra la relación que existe entre el calor generado por una corriente eléctrica que fluye a través de un conductor, la corriente misma, la resistencia del conductor y el tiempo que la corriente existe.
Esta ley lleva el nombre del físico británico James Prescott Joule.
Esta ley, a diferencia de la Ley de ohm que relaciona la corriente y la resistencia, también la relaciona con el tiempo
Esta Ley se presenta con la siguiente formula:
Donde:
Q es la cantidad de calor expresado en Julios (J)
I es la corriente eléctrica que fluye a través de un conductor expresado en amperios (A)
R es el valor de la resistencia eléctrica presente en el conductor expresada en ohmios (R)
t es la cantidad de tiempo durante el cual esto ocurre expresado en segundos (s).
La ley de Joule se puede establecer como la cantidad de calor (Q) que se genera en un conductor de resistencia (R), cuando una corriente (I) pasa a través de él por un espacio de tiempo (t).
Efectos: Cuando una corriente fluye a través de un conductor, la energía térmica se genera en él. Los efectos de calentamiento de la corriente eléctrica dependen de tres factores:
La resistencia del conductor. Una mayor resistencia produce más calor.
El tiempo que fluye la corriente. Cuanto mayor es el tiempo, mayor es el calor producido.
A mayor corriente, más generación de calor.
Ejemplo de usos de esta ley en la vida cotidiana
Plancha eléctrica
Microondas
Calentador de agua
El Efecto Joule tiene diversas aplicaciones en calefacción, conocidos todos ellos como sistemas de calefacción eléctricos. A pesar de que todos los sistemas funcionan mediante el mismo principio, hay notables diferencias con respecto a la forma en la que se difunde el calor.
Ley de Coulomb
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“La magnitud de cada una de las fuerzas eléctricas con que interactúan dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de la magnitud de ambas cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa y tiene la dirección de la línea que las une. La fuerza es de repulsión si las cargas son de igual signo, y de atracción si son de signo contrario”.
A partir de esta ley se puede predecir cuál será la fuerza electrostática de atracción o repulsión existente entre dos partículas según su carga eléctrica y la distancia que existe entre ambas.
Se emplea en el área de la física para calcular la fuerza eléctrica que actúa entre dos cargas en reposo.
La ley de Coulomb debe su nombre al físico francés Charles-AugustÍn de Coulomb, quien en 1875 enunció esta ley
Coulomb logró determinar las propiedades de la fuerza electrostática al desarrollar como instrumento de estudio una balanza de torsión, que consistió en una barra que colgaba sobre una fibra con la capacidad de torcerse y volver a su posición inicial.
De esta manera, Coulomb podía medir la fuerza que se ejercía sobre un punto de la barra al colocar varias esferas cargadas a diferentes distancias con el fin de medir la fuerza de atracción o repele según girara la barra.
Esta ley se representa de la siguiente manera:
Donde:
F = fuerza eléctrica de atracción o repulsión en Newtons (N). Las cargas iguales se repelen y las cargas opuestas se atraen.
k = es la constante de Coulomb o constante eléctrica de proporcionalidad. La fuerza varía según la permitividad eléctrica (ε) del medio, bien sea agua, aire, aceite, vacío, entre otros.
q = valor de las cargas eléctricas medidas en Coulomb (C).
r = distancia que separa a las cargas y que es medida en metros (m).
Cabe destacar que la permitividad eléctrica del vacío es constante, y una de las más empleadas. Se calcula de la siguiente manera: ε0 = 8,8541878176x10-12 C2 / (N·m2). Es de suma importancia tener en cuenta la permitividad del material.
Ejemplo de usos de esta ley en la vida cotidiana
Cuando sentimos corriente pasar por nuestro cuerpo
Cuando se forman rayos
Cuando usamos imanes, si quisiéramos calcular la fuerza de atracción pudiéramos hacerlo
La ley de Coulomb se emplea en el área de la física para calcular la fuerza eléctrica que actúa entre dos cargas en reposo. A partir de esta ley se puede predecir cuál será la fuerza electrostática de atracción o repulsión existente entre dos partículas según su carga eléctrica y la distancia que existe entre ambas.
