Lei de Joule
A Lei de Joule explica como a energia elétrica se transforma em energia térmica devido à resistência do circuito.
Fórmula:
A energia dissipada, em função do contexto onde é aplicada, pode ser representada pela letra Q, relacionada com calor, ou por W, relacionada com trabalho.
Lei da física que estabelece a relação entre a corrente elétrica que percorre um condutor e o calor por ele produzido em determinado espaço de tempo. O seu nome deve-se aos estudos realizados por James Prescott Joule publicados em 1841 no "Philosophical Magazine".
Efeito de Joule
Os portadores de carga livres no seu movimento sofrem colisões com os átomos da rede cristalina dos materiais, dissipando energia (W) na forma de energia térmica, de que resulta o aumento de temperatura dos componentes e condutores. O aumento de temperatura traduz-se num fluxo de energia térmica do componente/condutor para a sua vizinhança.
A energia dissipada na resistência (resistor) (R) por uma corrente elétrica é diretamente proporcional à tensão (V) aplicada, à corrente elétrica (I) resultante e ao intervalo de tempo (Δt) durante o qual se dá a passagem da corrente.
Lei de Joule (expressão matemática)
- W: Energia dissipada (Joule)
- I: Intensidade de corrente elétrica (Ampere)
- U: Tensão (Volt)
- Δt: Intervalo de tempo (segundo)
- R: Resistência elétrica (Ohm)
*I Representa a intensidade de corrente em corrente contínua ou valor eficaz em corrente alternada.
Corrente Contínua: a corrente I numa resistência R é constante e a energia W dissipada em um período de tempo t é calculada por W = R I2 t.
Corrente Alternada: a corrente varia ao longo do tempo, o valor de corrente, neste caso, será o valor que uma corrente contínua constante dissiparia em calor ao alimentar uma resistência (resistor)
É possível, também, que parte da energia elétrica seja convertida noutras formas de energia, por exemplo energia luminosa.
Lei de Joule - Relações com Potência
A potência elétrica dissipada numa resistência é dada pelo produto da tensão pela corrente (neste caso adota-se a representação dos valores instantâneos das grandezas):
A Lei de Joule está intimamente ligada ao conceito de potência elétrica (P). Pode-se definir potência como a taxa na qual a energia é transferida ou consumida. A fórmula para potência em um circuito resistivo é:
| P | watt | (W) |
|---|---|---|
| V | volt | (V) |
| I | ampere | (A) |
Valor Eficaz (RMS)
O valor eficaz (ou valor RMS) de uma corrente alternada corresponde ao valor de uma corrente contínua que produziria a mesma dissipação de potência em uma resistência.
Energia e Potência, Qual é a Diferença?
Diariamente somos confrontados com os conceitos de energia e potência: os automóveis e os motores são comercializados em cavalos, as lâmpadas em watts, o gás natural em therms, a electricidade em kilowatt-hora, e o ar condicionado em toneladas ou BTUs por hora.
Mas afinal, energia é o mesmo que potência? Qual a diferença entre ambas e como se relacionam todas estas unidades?
Podemos pensar na energia como um "recurso" que não pode ser criado nem destruído, apenas transformado. Essa energia pode assumir diversas formas: movimento de uma massa, luz, calor ou electricidade a circular num fio. Já a potência representa simplesmente a taxa a que a energia é convertida ou utilizada.
O que é o Watt?
O watt (W) é a unidade de medida para potência no Sistema Internacional de Unidades (SI). Um watt equivale a um joule por segundo (1 W=1 J/s).