Efecto Joule

¿Sabes cómo funcionan los calefactores eléctricos? Para generar calor, se sirven del llamado efecto Joule, que aprovecha el impacto de los electrones para conseguir energía térmica. Vamos a ver en qué consiste y cómo funciona.

¿Qué es el efecto Joule?

El efecto Joule es un fenómeno que explica cómo los electrones en movimiento de la corriente impactan contra el material conductor. El conjunto de electrones, que posee energía cinética, impacta contra el material y genera energía térmica. Esto provoca el calentamiento del material por el cual están circulando.

Fue descubierto por James Prescott Joule en 1841, de ahí su nombre. Descubrió que si la energía fluida por un líquido o sólido con conductividad, la energía se convertía en calor. También descubrió que la intensidad del efecto depende de cuatro factores:

• Resistencia: la resistencia es la oposición que ejerce el material al paso del electrón. A más resistencia, más efecto Joule, ya que hay más colisiones.
• Intensidad: la intensidad es la cantidad de electrones que hay en el circuito. A más intensidad, más calor.
• Energía disipada: al circular por el circuito, una parte de la energía se disipa en forma de calor. Esto ocurre en las líneas eléctricas al transportar la electricidad, por lo cual, se eleva la tensión eléctrica para minimizar la intensidad y así reducir las pérdidas.
• Tiempo: a más tiempo circulen los electrones, más efecto Joule.

Este fenómeno tiene numerosas aplicaciones. La más famosa es en sistemas de calefacción, haciendo funcionar las estufas eléctricas o los secadores de pelo. Puede funcionar tanto por convección como por radiación. También se usa en lámparas incandescentes, que se iluminan al calentar el filamento.

Aún así, la calefacción eléctrica no es el sistema más recomendado para calentar un hogar. La razón es que consume mucha electricidad para el calor que produce, generando 1 kWh de energía térmica por cada 1 kWh de energía eléctrica. Para comparar, un sistema de bomba de calor produce 4 veces más utilizando la misma cantidad de electricidad. Por ello, los calefactores eléctricos de este tipo se usan solo como sistemas auxiliares.

Además, es un efecto a tener en cuenta para diseñar circuitos eléctricos de todo tipo. Al existir pérdidas por calor, se deben crear sistemas para evitar sobrecalentamientos y garantizar el buen funcionamiento. Asimismo, se tiene en cuenta para minimizar las pérdidas al transportar la electricidad de un punto a otro, siendo el mejor ejemplo el anteriormente mencionado sobre las líneas de alta tensión.