Efeito Joule: o que é, exemplo e exercícios
Efeito Joule ou lei de Joule é um fenômeno da física que resulta na transformação de energia elétrica em energia térmica (calor). Também conhecido como efeito térmico, ele não absorve calor, mas sim, produz calor.
O efeito joule é calculado através da seguinte fórmula:
Onde,
- Q: Energia dissipada, medido em joule (J);
- i: intensidade da corrente elétrica, medido em amperes (A);
-
R: resistência elétrica, medido em ohm (
); - t: tempo que a corrente leva para percorrer um condutor, medido em segundos (s).
Exemplo de cálculo do Efeito Joule:
Um resistor de 10 ohms é atravessado por uma corrente elétrica de 2 amperes durante 5 minutos. Qual a quantidade de calor dissipada no resistor?
Dados fornecidos:
- Resistência elétrica R=10 Ω;
- Corrente elétrica I=2 A;
- Tempo t = 5 minutos = 5×60=300 segundos.
Substituindo os valores na fórmula:
Resistência Elétrica
O efeito joule tem origem na absorção da energia pelos resistores por onde transitam, o que acontece do seguinte modo:
Os elétrons da corrente se agitam, chocam os átomos dos condutores e os aquecem liberando calor. Graças aos resistores, que resistem à passagem da energia, a energia elétrica é transformada em energia térmica. É por esse motivo que muitos aparelhos têm resistores elétricos.
Leia também
- Resistência Elétrica
- Resistores
- Corrente Elétrica.
- Potência Elétrica
- Leis de Ohm: enunciados e fórmulas
- Fórmulas de Física
Aplicações
Existem vários aparelhos que funcionam como resultado do efeito joule. Exemplos:
- aquecedor
- churrasqueira elétrica
- chuveiro
- ferro de passar roupa
- fogão elétrico
- forno elétrico
- iluminação
- secador de mãos
- secador de cabelo
- soldador elétrico
- torradeira
Vantagens e Desvantagens
O efeito joule permite o funcionamento de vários aparelhos utilizados no nosso dia a dia, sendo essa a sua vantagem.
A baixa resistência pode provocar um curto-circuito e essa é a sua desvantagem, podendo, no entanto, ser resolvido por isolamentos bem feitos.
Exercícios sobre efeito joule
Exercício 1
O efeito Joule é o fenômeno responsável pela transformação de energia elétrica em calor em condutores, devido à passagem da corrente elétrica. Considere as seguintes afirmativas sobre o efeito Joule:
I. O efeito Joule é o responsável pelo aquecimento de dispositivos elétricos, como chuveiros e aquecedores.
II. A quantidade de calor gerada por um condutor depende da resistência do material, da corrente elétrica e do tempo em que essa corrente percorre o condutor.
III. O efeito Joule ocorre apenas em materiais isolantes e não em condutores.
IV. O aumento da corrente elétrica que atravessa um condutor aumenta a quantidade de calor gerada pelo efeito Joule.
Assinale a sequência correta de verdadeiro (V) ou falso (F):
a) V, V, F, V
b) V, F, V, F
c) F, V, F, V
d) F, F, V, F
e) V, F, F, V
, mostra que o calor gerado (Q) depende da resistência (R), da corrente (I) e do tempo (t) de passagem da corrente.Exercício 2
(UFRS-RS) A frase “O calor do cobertor não me aquece direito” encontra-se em uma passagem da letra da música “Volta”, de Lupicínio Rodrigues.
Na verdade, sabe-se que o cobertor não é uma fonte de calor e que sua função é a de isolar termicamente nosso corpo do ar frio que nos cerca.
Existem, contudo, cobertores que, em seu interior, são aquecidos eletricamente por meio de uma malha de fios metálicos, nos quais é dissipada energia em razão da passagem de uma corrente elétrica.
Esse efeito de aquecimento pela passagem de corrente elétrica, que se observa em fios metálicos, é conhecido como
a) efeito Joule.
b) efeito Doppler.
c) efeito estufa.
d) efeito termoiônico.
e) efeito fotoelétrico.
Exercício 3
Pratique mais com:
Referências Bibliográficas
RAMALHO JÚNIOR, Francisco; TOLEDO, Paulo; FERRARO, Nicolau. Os fundamentos da Física - Volume 3: Termologia, Óptica e Ondas. 7. ed. São Paulo: Moderna, 2007.
ASTH, Rafael. Efeito Joule: o que é, exemplo e exercícios. Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/efeito-joule/. Acesso em:
