Lei de Joule

Lei da física que estabelece a relação entre a corrente elétrica que percorre um condutor em determinado espaço de tempo e o calor por ele produzido. O seu nome deve-se aos estudos realizados por James Prescott Joule publicados em 1841 no "Philosophical Magazine".

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: Efeito de Joule.

A energia dissipada na resistência (resistor) (R) por uma corrente elétrica é directamente proporcional à tensão(U) 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 = U I t
ou
W = R I2 t
  • W: Energia dissipada (Joule);
  • I: Intensidade de corrente eléctrica (Ampére);
  • U: Tensão (Volt),
  • Δt: Intervalo de tempo durante o qual circula a corrente (segundos)
  • R: Resistência eléctrica(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 nela dissipada num tempo t é dada 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 continua constante dissiparia em calor ao alimentar uma resistência (resistor) VALOR EFICAZ.

O valor eficaz pode definir-se como:

I=Imax/sqrt{2} ou 0.7*Imax

É possível, também, que parte da energia eléctrica seja convertida noutras formas de energia, por exemplo energia luminosa.

A potência eléctrica dissipada numa resistência é dada pelo produto da tensão pela corrente (neste caso adopta-se a representação dos valores instantâneos das grandezas)
P= V I P= Potência dissipada em W, Watt
P - Watts V - Volts I - Amperes 

No entanto, por substituição da Lei de Ohm,

P=I2R
P=V2/R

Bibliografia:
Lei de Joule, Manuel Vaz Guedes, Faculdade de engenharia da Universidade do Porto
Joule's Law - Encyclopedia Brittanica

O que é o Watt?

Conversão de unidades Energia Potência

Diariamente somos confrontados pelas noções da energia e de potência: Os carros e os motores são vendidos por “cavalos”, as lâmpadas por “Watt”, o gás natural por Therms, a electricidade consumida por Kilowatt-Hora, e pelo ar condicionado por Tonelada ou pelo BTUs por a hora. A energia é o mesmo que o potência ? que diferença, e como todas estas unidades se relacionam ? Poderemos transpor a energia como um “material” que não pode ser criado ou destruído, mas pode ser convertido numa acção. A acção pode ser uma massa em movimento, luz, calor ou electricidade num fio. A potência é simplesmente a taxa em que a energia é convertida (por exemplo, um watt é um joule por segundo).

Neste formulário temos algumas representações de potência e energia, altere os valores e verifique a correspondência

Use as teclas TAB ou ENTER para efectuar os cálculos

EnergiaTempo Potência
Joules
Watts
Watt Hora Kilowatts
Kilowatt Hora Cavalo Vapor
BTU BTU/hr
Therms tons