Efeito Joule: Conceito e energia dissipada

Potência de um recetor elétrico

A potência de um componente corresponde à energia por ele transformada por unidade de tempo. A unidade SI desta grandeza é o Watt $(W)$ , e calcula-se da seguinte forma:

$P = \dfrac{E}{\Delta t}$	$E$ é a energia, em $J$ , transformada por um componente
	$\Delta t$ é o intervalo de tempo, em $s$ , no qual transforma essa energia

Relaciona-se com a diferença de potencial nos terminais do componente, $U$ , e com a corrente que neste corre, $I$ :

$P = U\times I$

Daqui se retira também que:

$E = U\times I\times \Delta t$

Efeito Joule

O Efeito Joule é um fenómeno segundo o qual um componente de um circuito dissipa energia sob a forma de calor.

Em todos os componentes de um circuito elétrico este fenómeno é verificado, sendo contudo, desprezável para baixas diferenças de potencial.

A energia dissipada pode ser calculada a partir da expressão anterior:

$R=\frac {U} {I}\Leftrightarrow U =R\times I$

$E_ {diss} = U\times I\times \Delta t \Leftrightarrow \\\Leftrightarrow E_{diss}=R\times I\times I\times \Delta t\Leftrightarrow\\\Leftrightarrow E_{diss}=R\times I^2\times \Delta t$

Daqui, sabe-se que:

$P_{diss}=U\times I$

Ou

$P_{diss}=R\times I^2$

Exemplo

Uma lâmpada com uma resistência de $30\ \Omega$ é percorrida por uma corrente tal que $U=19\ V$ . Calcula a potência dissipada pela lâmpada e a energia térmica por si criada ao fim de $10 \ min$ de funcionamento.

Sabes que:

$R=\frac{U}{I}\Leftrightarrow I =\frac{U}{R}=\frac{19}{30}=0{,}63 \ A$ 

Repara que podes aplicar qualquer uma das expressões:

$P_{diss}=U\times I=19\times 0{,}63=12{,}03 \ W$ 

Ou

$P_{diss}=R\times I^2=30\times0{,}63^2=12{,}03 \ W$ 

A energia térmica criada será igual à energia dissipada pela lâmpada:

$E_{diss}=U\times I \times\Delta t=R\times I^2\times \Delta t=P\times\Delta t\ \Leftrightarrow\\\Leftrightarrow E_{diss}=12{,}03\times10\times60=\underline{7220 \ J}$ 