Concetti Chiave
- L'effetto Joule descrive il fenomeno in cui il passaggio di corrente in un conduttore genera energia termica equivalente al lavoro elettrico svolto.
- L'energia termica sviluppata dipende dalla resistenza del conduttore e dalla corrente al quadrato, correlata alla differenza di potenziale.
- La potenza è espressa in Watt e deriva dal lavoro elettrico per unità di tempo, influenzata principalmente dalla corrente.
- Nel trasporto di corrente, un potenziale elevato riduce la dispersione di energia, poiché potenziale e corrente sono inversamente proporzionali.
- L'effetto Joule si osserva comunemente in dispositivi quotidiani come ferri da stiro e scaldabagni, dove l'energia termica è predominante.
L'effetto Joule
E' il fenomeno dove il passaggio di corrente in un conduttore, sviluppa energia termica uguale al lavoro elettrico che l'ha generata. Al valore di questa energia termica è associata una potenza che dipende dalla resistenza del conduttore e dall'intensità di corrente al quadrato, ovvero dalla differenza di potenziale agli estremi del conduttore e dall'intensità di corrente.
Considerato che:
- per la legge di Ohm
- che la carica
- che il lavoro
Si può affermare che
il lavoro sotto forma di energia si trasmette al circuito e si può esprimere in riferimento alla corrente e alla resistenza
-->
Si parla dunque di effetto joule quando il calore sviluppato dalla resistenza è uguale all'energia fornita. (es.: ferro da stiro, scaldabagno...)
Questo è valido quando si immagina che tutta l'energia fornita dal generatore si trasformi in energia termica. In realtà non risulta essere così poiché è sempre presente un'altra forma di energia (es.: lampadina, luce...).
L'energia la si può esprimere anche come potenza:
[math]P = L/∆\Delta t = Ri^2 \Delta t/∆\Delta t = Ri^2 = i \Delta V [[/math]
L'energia dunque si disperde in base alla resistenza, ma soprattutto alla corrente (poiché è al quadrato). ∆v e i sono inversamente proporzionali, quindi più è alta la corrente, più energia si disperde.
- Se nel trasporto della corrente la potenza rimane costante, rimane costante anche il prodotto tra potenziale e corrente.
- Se aumenta il potenziale, diminuisce la corrente e viceversa (inversamente proporzionali).
- Con potenziale alto si ha una minore dispersione di energia (l'energia viene infatti trasportata a un voltaggio elevato).
Domande da interrogazione
- Che cos'è l'effetto Joule?
- Come si esprime l'energia termica sviluppata dalla resistenza?
- Qual è la relazione tra potenziale e corrente nel trasporto di energia?
L'effetto Joule è il fenomeno in cui il passaggio di corrente in un conduttore sviluppa energia termica uguale al lavoro elettrico che l'ha generata, dipendente dalla resistenza del conduttore e dall'intensità di corrente al quadrato.
L'energia termica sviluppata dalla resistenza si esprime come [math]E_t = i^2 R \Delta t[/math], dove [math]i[/math] è l'intensità di corrente, [math]R[/math] è la resistenza, e [math]\Delta t[/math] è l'intervallo di tempo.
Nel trasporto di energia, se la potenza rimane costante, il prodotto tra potenziale e corrente rimane costante. Se aumenta il potenziale, diminuisce la corrente e viceversa, essendo inversamente proporzionali.
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