O Efeito Joule é o fenômeno que explica a transformação da energia elétrica em calor quando a corrente elétrica atravessa um condutor. Esse efeito é o princípio de funcionamento de aparelhos como o chuveiro elétrico, ferro de passar, aquecedores e secadores de cabelo.
#inserir imagem aqui# (imagem de chuveiro ou ferro elétrico com destaque para resistência)
O calor gerado depende da corrente elétrica, da resistência e do tempo em que a corrente passa pelo condutor.
A fórmula do Efeito Joule é:
\( Q = R \cdot I^2 \cdot \Delta t \)
- \( Q \): calor gerado (em joules, J)
- \( R \): resistência (em ohms, Ω)
- \( I \): corrente elétrica (em ampères, A)
- \( \Delta t \): tempo (em segundos, s)
Importância prática
O Efeito Joule é desejado em aparelhos de aquecimento, mas indesejado em circuitos eletrônicos delicados, pois pode causar superaquecimento e queima de componentes.
#inserir imagem aqui# (comparação: aquecedor vs placa de circuito danificada por calor)
Unidade de medida
O calor é medido em joules (J), mas também pode ser expresso em calorias (cal), usando a conversão:
\( 1 \, cal = 4{,}18 \, J \)
Exemplo prático
Um fio com resistência de 5 Ω é percorrido por uma corrente de 2 A durante 10 s. Qual o calor gerado?
\( Q = R \cdot I^2 \cdot \Delta t = 5 \cdot 2^2 \cdot 10 = 5 \cdot 4 \cdot 10 = 200 \, J \)
Tabela Resumo
Grandeza | Fórmula | Unidade |
---|---|---|
Calor gerado pelo Efeito Joule | \( Q = R \cdot I^2 \cdot \Delta t \) | J (joules) |
Conversão para calorias | \( Q_{cal} = \frac{Q_{J}}{4{,}18} \) | cal |