¿Por qué el aumento de la resistencia disminuye el calor producido en un circuito eléctrico?

Si H = V 2 R t Entonces aumentar la resistencia significa disminuir el calor producido. Pero, ¿no es que el calor en un circuito se produce por la presencia de resistencias? Además, como elementos calefactores se utilizan metales con altas resistencias, como el nicromo. ¿Por qué la ecuación establece que el calor producido es inversamente proporcional a la resistencia

Respuestas (5)

Tu declaración

Si H = V 2 R t Entonces aumentar la resistencia significa disminuir el calor producido.

implica que el voltaje V permanece constante.

Así que con V = I R si V permanece constante y la resistencia R aumenta entonces la corriente I disminuye

Un ejemplo clásico de esto es una bombilla de filamento de tungsteno.

Cuando la bombilla se enciende por primera vez, fluye una corriente a través del filamento y la potencia disipada es V 2 R .

A medida que el filamento se calienta, la corriente que fluye a través del filamento disminuye debido al aumento de la resistencia del filamento y, por lo tanto, la potencia disipada disminuye.
Esta corriente más grande que fluye a través del filamento es una razón por la cual las bombillas de luz de filamento a menudo se queman justo cuando se encienden.

Actualización en respuesta a un comentario

Recordando eso V = I R entonces para un voltaje constante si la resistencia R sube por un factor k entonces la corriente disminuye por un factor k .

Poder = I 2 R entonces si la resistencia R ha aumentado en un factor k a k R y la corriente ha disminuido a I k entonces el poder es ahora ( I k ) 2 k R = I 2 R k .
Esto significa que la potencia eléctrica disipada ha disminuido en un factor k cuando la resistencia ha aumentado en un factor de k .

Eso tiene sentido, pero ¿eso significa que el calor producido se debe a la corriente y no a las resistencias?
@AnamikaGhosh He actualizado mi respuesta.

Sí, hay dos problemas separados que implican resistencia a seguir. La primera es, cuál es la corriente que circulará por el circuito, dada la tensión. Eso depende de la resistencia, de modo que cuanto menor sea la resistencia, mayor será la corriente, y ahí es donde entra en juego el comportamiento contrario a la intuición cuando observa el calor generado. Pero la segunda pregunta es, ¿dónde se genera ese calor dado que ya conoce la corriente, y esta es la parte perfectamente intuitiva: el calor proviene de la mayor contribución a la resistencia. Entonces, la razón por la que obtiene mucho calor de una resistencia más pequeña es solo porque la resistencia en el resto del circuito es muy baja; ya no es cierto si coloca algo que tiene incluso menos resistencia que el resto del circuito. tiene.

¿Eso se resume al hecho de que si aumenta la corriente en un circuito a través de una resistencia, entonces aumenta el calor generado?
Pero entonces, ¿cuál es la relación entre las resistencias y el calor, porque recuerdo haber aprendido que el jeat generado por una mayor colisión dentro de la resistencia produce calor?
*el calor se genera por una mayor colisión dentro de la resistencia
Sí, el calor se genera por colisiones en la resistencia, y sí, para una resistencia dada, cuanto mayor sea la corriente, mayor será el calor. Además, para una corriente dada, el calor se genera donde la resistencia es mayor. Pero para un voltaje dado sobre el circuito, digamos de una batería, la corriente total puede incrementarse al reducir la resistencia total.

Simplemente te estás equivocando con las ecuaciones. Para establecer una relación de proporcionalidad entre una cantidad física y algunas otras cantidades, debe asegurarse de que las cantidades sean todas independientes.

En su ecuación, el voltaje y la resistencia no son cantidades independientes, pero el voltaje es una función de la resistencia y la corriente que fluye a través de él. Por lo tanto, para establecer una relación entre la resistencia y el calor generado, debe dividir el voltaje en cantidades independientes: resistencia y corriente. Entonces la ecuación se lee H = I 2 R t , lo que nos dice que el calor es directamente proporcional a la resistencia.

La fuente de su confusión fue que usó el voltaje, que depende de la corriente y la resistencia (definiendo la relación entre el calor y la resistencia con una cantidad que involucra resistencia) para definir la relación de proporcionalidad entre el calor y la resistencia.

¿Es siempre necesario tener variables independientes antes de definir la relación entre ellas? De tal, entonces ¿por qué?
El voltaje y la resistencia son cantidades independientes si no impone restricciones a la corriente. Por "independiente" se entiende que cada uno puede variar manteniendo el otro constante.
Está incorrecto. La resistencia es una propiedad de una muestra dada de ciertas dimensiones. La corriente que fluya a través de dicha muestra dependerá de la cantidad de energía que se proporcione para el movimiento direccional de las cargas y, a su vez, la caída potencial a través de la muestra dependerá de la corriente que fluya a través de ella. La ley de Ohm trata una relación de proporcionalidad entre V e I a través de una constante R. Por eso dije matemáticamente que el voltaje es una función de la corriente y la resistencia. Si alguno de ellos es fijo, por ejemplo, la corriente, entonces eso significa que el voltaje es una función de la resistencia. Si la resistencia es fija, V = V(I)
@AnamikaGhosh Por ejemplo, tome el caso de la ecuación de gas ideal. De ahí se puede derivar cualquier ley de los gases (es decir, establecer cualquier relación entre las variables termodinámicas), ya que todas las variables termodinámicas son independientes. Están mutuamente relacionados con otras cantidades. Por ejemplo, la presión y el volumen son dos grados de libertad (dos coordenadas independientes) de un gas ideal. Pero están conectados por la restricción de que su producto será una constante en un número definido de partículas. Igual de sabia es la ley de Ohm.
Puede establecer la proporcionalidad directa del voltaje a través de un conductor con la corriente que fluye a través de él (para un material con resistencia fija), o puede establecer una proporcionalidad inversa entre la corriente y la resistencia (para un voltaje constante y la temperatura del material varía como un función de algo, como un LDR o un termistor). Pero establecer ambos a la vez tiene sentido porque la corriente y la resistencia son independientes y su producto se puede conectar para una resistencia y una corriente fijas mediante una función llamada voltaje. También puedes hacerlo al revés.
Supongamos que tiene una función gramo ( X ) y necesitas conectarlo con algunos parámetros independientes X y una función de x y algún otro parámetro independiente y como sigue: gramo ( X ) = F ( X , y ) X . y tu estas diciendo eso gramo ( X ) varía linealmente en función de 1 X . ¿Pero es eso cierto?

Considere la analogía con el flujo de fluidos. Cuando hay flujo en una tubería, por ejemplo, debido a la fricción, la energía del movimiento se disipa en forma de calor. Por lo tanto, para que ocurra la disipación en calor, son necesarias dos cosas: flujo y resistencia al flujo. En ausencia de cualquiera de ellos no hay disipación en calor. Lo mismo ocurre con la corriente en un circuito.

en la ecuacion H = V 2 R t solo puede ver cuál es la resistencia, pero no cuál es la corriente. Resulta que para un voltaje aplicado constante, si aumenta la resistencia, la corriente se reduce más que proporcionalmente (consulte la respuesta de @Farcher). En el caso extremo, si hay una interrupción en el circuito y, por lo tanto, no hay corriente, no habría generación de calor en absoluto.

De acuerdo, es confuso, pero considere dos resistencias óhmicas, donde la resistencia 1 es la mitad del valor de la resistencia 2. Y digamos que se aplica el mismo voltaje en ambas resistencias. Ahora, dado que la corriente a través de cada resistencia es inversamente proporcional a la resistencia, entonces la corriente en la resistencia 1 es el doble de la corriente en la resistencia 2, y el calor disipado en la resistencia 1 es el doble del calor disipado en la resistencia 2 ya que el calor se disipó, H = I V t . Se llega a la misma conclusión usando H = I 2 R t

¿Por qué el aumento de la resistencia disminuye el calor producido en un circuito eléctrico?
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 1v