Efeito Joule

O Efeito Joule

Quando um condutor é aquecido ao ser percorrido por uma corrente elétrica, ocorre a transformação de energia elétrica em energia térmica. Este fenômeno é conhecido como Efeito Joule, em homenagem ao Físico Britânico James Prescott Joule (1818-1889).

Esse fenômeno ocorre devido o encontro dos elétrons da corrente elétrica com as partículas do condutor. Os elétrons sofrem colisões com átomos do condutor, parte da energia cinética (energia de movimento) do elétron é transferida para o átomo aumentando seu estado de agitação, conseqüentemente sua temperatura. Assim, a energia elétrica é transformada em energia térmica (calor).

A descoberta da relação entre eletricidade e calor trouxe ao homem vários benefícios. Muitos aparelhos que utilizamos no nosso dia-a-dia têm seus funcionamentos baseados no Efeito Joule, alguns exemplos são:

Lâmpada: um filamento de tungstênio no interior da lâmpada é aquecido com a passagem da corrente elétrica tornando-se incandescente, emitindo luz.
Chuveiro: um resistor aquece por Efeito Joule a água que o envolve.

São vários os aparelhos que possuem resistores e trabalham por Efeito Joule, como por exemplo, o secador de cabelo, o ferro elétrico e a torradeira.

Outra aplicação que utiliza esta teoria é a proteção de circuitos elétricos por fusíveis. Os fusíveis são dispositivos que têm com objetivo proteger circuitos elétricos de possíveis incêndios, explosões e outros acidentes. O fusível é percorrido pela corrente elétrica do circuito. Caso esta corrente tenha uma intensidade muito alta, a ponto de danificar o circuito, o calor gerado por ela derrete o filamento do fusível interrompendo o fornecimento de energia, protegendo o circuito.

Pode-se fazer uma simples demonstração do Efeito Joule utilizando para isto, três pilhas grandes, um pouco de palha de aço (Bom Bril) e dois fios flexíveis.

Coloque as três pilhas em série e conecte uma extremidade de cada fio nas extremidades da série de pilhas. Coloque a palha de aço em um local onde não possa ocorrer a propagação de chamas (em algum piso não inflamável). Encoste as duas extremidades dos fios na palha de aço, fechando o circuito e estabelecendo a passagem da corrente elétrica. Esta corrente elétrica aquece os fios de palha por Efeito Joule e, por serem muito finos, tornam-se incandescentes e pegam fogo.


(do site http://www.efeitojoule.com/2008/04/efeito-joule.html)

Tirinha:
Nas chocadeiras artificiais encontramos uma interessante aplicação do Efeito Joule. Lâmpadas incandescentes substituem a fonte natural de calor (a ave), mantendo a temperatura necessária para que o embrião no interior do ovo possa se desenvolver (37,5ºC ou 99,5ºF para chocar galinha, angola, codorna e pata). O período de incubação é de 21 dias; após a constante temperatura neste intervalo de tempo, começam a nascer os pintos que vão quebranco a casca com o bico.

Exercícios sugeridos:
Se uma chocadeira caseira for constrída utilizando-se uma lâmpada incandescente de 40 W, qual a quantidade de calor fornecida pela lâmpada durante todo o período de incubação?

Qual o consumo dessa chocadeira durante o período de incubação sabendo-se que o KWh custa R$ 0,27?

Se ligada em uma tensão de 220 V qual a corrente que percorre o filamento da lâmpada?

Qual o valor da resistência do filamento de tungstênio dessa lâmpada?

Se ligarmos a lâmpada em uma rede de 110 V a potência da lâmpada será a mesma? os pintos nascerão?

Autor: Dionei Rua