|
Efectul
termic (efect Joule)
Ati constat
desigur incalzirea
coductoarelor parcurse de curent electric. Uneori,
pentru a va incalzi in zilele de iarna, folositi radiatoare electrice,
beneficiind astfel de efectul Joule.
|
|
|
|
James
Joule
a descris cantitativ un efect, ce-i poarta
numele, efect de care noi toti ne
folosim astazi
|
|
|
Care este
cauza unui astfel de efect?
Toate efectele curentului electric constau in
transformarea energiei electrice intr-o alta forma de energie, in cazul
efectului Joule energia electrica transformandu-se in energia termica. De
aceea este simplu de inteles de ce vom cauta cauza acestui efect studiind
modul in care se consuma energia campului electric atunci cand este
realizata o miscare ordonata de sarcina electrica intr-un mediu conductor.
Asa cum cunoasteti, miscarea ordonata a purtatorii de
sarcina intr-un conductor este caracterizata printr-o viteza medie (viteza
de drift), ce se mentine constanta in cazul unui curent electric continuu.
Stabilirea, practic instantanee, a curentului electric la inchiderea unui
circuit este datorata campului electric, a carui viteza de propagare este
de ordinul vitezei luminii, mult mai mare decat viteza miscarii de drift a
purtatorilor liberi din conductor. Pentru intretinerea miscarii ordonate a
acestora, se consuma energie. Lucrul lucrul mecanic efectuat de fortele
campului la deplasarea unei sarcini Q intre doua puncte A si B, cu
potentiale VA, respectiv VB, are expresia:
|
|
|
Utilizand definitia
intensitatii curentului electric, energia consumata pentru transportul
sarcinii electrice (care va fi notata in acest context cu W, pentru a nu fi
confunata cu t.e.m. a unei surse) poate fi scrisa sub forma:
W =UIDt
Aceasta energie
este transferata ionilor retelei, prin ciocnirile care au loc in interiorul
conductorului. Astfel se intensifica miscarea termica, ceea ce va determina
cresterea temperaturii acelui conductor, energia electrica consumata fiind
transformata ireversibil in caldura.
|
Caldura degajata intr-un interval de
timp Dt, la trecerea unui curent electric
continuu, de intensitate I, printr-un rezistor de rezistenta R, este proportionala cu patratul intensitatii
curentului electric, cu rezistenta electrica a rezistorului si cu
intervalul de timp considerat (legea
Joule).
|