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Hola a todos!
Soy nueva en este foro, así que de antemano saludos a todos! Decir que estoy cursando la licenciatura de física, pero aún flaqueo en muchas cosas así que le doy las gracias a cualquiera que pueda o intente ayudarme con esta cuestión
Se trata de un problema aplicado. Un amigo me pidió que le construyese un vaporizador, es decir, un dispositivo que sea capaz de alcanzar una temperatura estable (de 200º C) a partir de la resistencia que ofrece un hilo.
Me explico: Este amigo tiene un polímetro capaz de medir resistencias y además, compró un hilo (de níquel y cromo) de resistencia y sección conocidas. Lo que quiero conocer es qué longitud exacta de hilo conductor necesitaría para alcanzar una temperatura constantede 200º C, a un voltaje determinado y un amperaje X.
Por una parte, he considerado que se trata de un problema de disipación de potencia por efecto Joule (si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo). Entonces:
Q= I^2 * R * t
siendo Q= energía calorífica (Julios)
I=intensidad de corriente (A), R=resistencia (ohm), t=tiempo (s).
Por tanto, la potencia disipada, que equivale a P= Q/t = I^2 x R, donde aplicando la ley de Ohm P= (V^2)/ R, donde V es la diferencia de potencial entre los extremos del hilo conductor.
Es decir, que habría que estimar qué potencia se desea disipar y, como se conoce V, se despeja R. ¿no?
Por otro lado, R= resistividad * longitud / sección (la resistividad la
da el fabricante del hilo y como conozco la sección, puedo despejar la longitud).
Ahora bien, mis preguntas son varias:
1) ¿Cómo determino la potencia que deseo disipar, es decir, P?
2) A partir de dicha potencia, podría obtener R. Sin embargo, si en teoría R varía con la temperatura, ¿ esa temperatura de 200º C se puede mantener constante sin que continúe subiendo? Porque la longitud debería ser un determinante, pero se me ocurre que al continuar pasando corriente, seguirán habiendo colisiones y por tanto, disipación.
Es decir, ¿Qué factores de disipación de calor hay que tener en cuenta para que se alcance un equilibrio térmico y la temperatura no suba indefinidamente?
Ufff, quizás me he liado un poco explicándolo xD En cualquier caso, soluciones alternativas también son bien recibidas! =)
Muchas gracias!
Soy nueva en este foro, así que de antemano saludos a todos! Decir que estoy cursando la licenciatura de física, pero aún flaqueo en muchas cosas así que le doy las gracias a cualquiera que pueda o intente ayudarme con esta cuestión
Se trata de un problema aplicado. Un amigo me pidió que le construyese un vaporizador, es decir, un dispositivo que sea capaz de alcanzar una temperatura estable (de 200º C) a partir de la resistencia que ofrece un hilo.
Me explico: Este amigo tiene un polímetro capaz de medir resistencias y además, compró un hilo (de níquel y cromo) de resistencia y sección conocidas. Lo que quiero conocer es qué longitud exacta de hilo conductor necesitaría para alcanzar una temperatura constantede 200º C, a un voltaje determinado y un amperaje X.
Por una parte, he considerado que se trata de un problema de disipación de potencia por efecto Joule (si en un conductor circula corriente eléctrica, parte de la energía cinética de los electrones se transforma en calor debido a los choques que sufren con los átomos del material conductor por el que circulan, elevando la temperatura del mismo). Entonces:
Q= I^2 * R * t
siendo Q= energía calorífica (Julios)
I=intensidad de corriente (A), R=resistencia (ohm), t=tiempo (s).
Por tanto, la potencia disipada, que equivale a P= Q/t = I^2 x R, donde aplicando la ley de Ohm P= (V^2)/ R, donde V es la diferencia de potencial entre los extremos del hilo conductor.
Es decir, que habría que estimar qué potencia se desea disipar y, como se conoce V, se despeja R. ¿no?
Por otro lado, R= resistividad * longitud / sección (la resistividad la
da el fabricante del hilo y como conozco la sección, puedo despejar la longitud).
Ahora bien, mis preguntas son varias:
1) ¿Cómo determino la potencia que deseo disipar, es decir, P?
2) A partir de dicha potencia, podría obtener R. Sin embargo, si en teoría R varía con la temperatura, ¿ esa temperatura de 200º C se puede mantener constante sin que continúe subiendo? Porque la longitud debería ser un determinante, pero se me ocurre que al continuar pasando corriente, seguirán habiendo colisiones y por tanto, disipación.
Es decir, ¿Qué factores de disipación de calor hay que tener en cuenta para que se alcance un equilibrio térmico y la temperatura no suba indefinidamente?
Ufff, quizás me he liado un poco explicándolo xD En cualquier caso, soluciones alternativas también son bien recibidas! =)
Muchas gracias!
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