O que é o Efeito Joule ?

O efeito Joule é um fenômeno físico que consiste na conversão de energia elétrica em calor. Esse fenômeno ocorre quando algum corpo é atravessado por uma corrente

efeito Joule é um fenômeno físico que consiste na conversão de energia elétrica em calor. Esse fenômeno ocorre quando algum corpo é atravessado por uma corrente elétrica. As constantes colisões que ocorrem entre os elétrons e os átomos que compõem a estrutura cristalina do corpo fazem com que sua temperatura aumente, fazendo com que parte da energia elétrica contida nos portadores de carga seja convertida em calor.

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Fórmula do efeito Joule

A partir da lei de Joule, é possível calcular a quantidade de calor dissipada por um condutor que é atravessado por uma corrente elétrica. Para fazermos uso dessa lei, é necessário que a resistência elétrica do material seja constante, bem como a corrente elétrica que o atravessa.

Q – calor (J ou cal)

i – corrente elétrica (A)

R – resistência elétrica (Ω)

– intervalo de tempo (s)

A fórmula apresentada mostra que a quantidade de calor que é dissipada é diretamente proporcional ao quadrado da corrente elétrica multiplicado pela resistência elétrica e pelo intervalo de tempo em que a corrente demorou a atravessar o corpo.

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Utilidades

Graças ao efeito Joule, é possível converter energia elétrica em calor, como fazemos em: 

  • chuveiros,
  • panelas elétricas,
  • churrasqueiras elétricas,
  • ferros de passar etc.

O efeito ocorre em qualquer material, condutor ou isolante, que apresente resistência elétrica não-nula. 

Esse fenômeno é mais expressivo em materiais isolantes, cujas resistências elétricas são geralmente mais elevadas. Entretanto, quando os materiais isolantes são percorridos por correntes elétricas intensas, é possível que surjam neles defeitos irreparáveis em razão do grande aumento de temperatura.

Churrasqueiras elétricas aquecem mediante a passagem de corrente elétrica devido ao efeito Joule.
Churrasqueiras elétricas aquecem mediante a passagem de corrente elétrica devido ao efeito Joule.

Riscos relacionados

Os principais riscos relacionados ao efeito Joule são decorrentes do aumento de temperatura. Em instalações elétricas, deseja-se que fios condutores e outros aparelhos eletrônicos operem em temperaturas seguras, no entanto, fatores como instalações malfeitaspresença de umidade, poeira em excesso, fios descascados e a oxidação de componentes eletrônicos podem fazer com que suas resistências elétricas aumentem, levando à maior dissipação de calor, desse modo, aumentam-se as possibilidades de ocorrência de incêndios, por exemplo.

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Experimento

Existem experimentos de baixo custo e bastante acessíveis que podem ser feitos em sala de aula para evidenciar a existência do efeito Joule. Um deles consiste em encostar os terminais de uma bateria de 9 V em um pedaço de palha de aço.

Quando tocamos a palha de aço aos terminais da bateria, forma-se uma corrente elétrica, desse modo, inicia-se o processo de aquecimento. Rapidamente, as temperatura da palha de aço aumenta até que ela fique incandescente.

Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/

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