Efectele curentului electric

 

 

efecte >>

 


  (autor al tutorialului:  profesor Emilia Pausan)

 

 

 

Evidentierea curentului electric in diferite medii conductoare se realizeaza prin efectele acestuia.

 

 

 

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).