O C'est faitJoule est un phénomène physique qui consiste en conversion deénergieélectriquedans Chauffer. Ce phénomène se produit lorsqu'un courant électrique traverse un corps. Les collisions constantes qui se produisent entre les électrons et les atomes qui composent la structure cristalline du corps provoquent sa température augmente, provoquant la conversion d'une partie de l'énergie électrique contenue dans les porteurs de charge en Chauffer.
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Formule Effet Joule
Du loi de Joule, il est possible de calculer la quantité de chaleur dissipée par un conducteur parcouru par un courant électrique. Pour faire usage de cette loi, il faut que la résistance électrique du matériau soit constante, ainsi que le courant électrique qui le traverse.
Q – chaleur (J ou chaux)
je – courant électrique (A)
R – résistance électrique (Ω)
t - intervalles de temps)
La formule montrée montre que la quantité de chaleur qui est dissipée est directement proportionnelle au carré de la courant électrique multiplié par la résistance électrique et par le temps que met le courant à traverser le corps.
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Utilitaires d'effet Joule
Grâce à l'effet Joule, il est possible de convertir l'énergie électrique en chaleur, comme on le fait dans:
- douches,
- mijoteuses,
- grils électriques,
- fers etc.
L'effet Joule se produit sur n'importe quel matériau, conducteur ou isolant, qui a une résistance électrique non nulle.
Ce phénomène est plus expressif dans matériauxisolants, dont les résistances électriques sont généralement plus élevées. Cependant, lorsque les matériaux isolants sont traversés par des courants électriques intenses, il est possible qu'ils y naissent défauts irréparable en raison de la forte augmentation de la température.
Risques liés à l'effet Joule
Les principaux risques liés à l'effet Joule proviennent de la augmentation de la température. Dans les installations électriques, les fils conducteurs et autres appareils électroniques doivent fonctionner à des températures sûres, cependant des facteurs tels que installationsnégligent, présencedanshumidité,poussièredansexcès,filsépluché et le oxydationde composants électroniques peuvent entraîner une augmentation de leurs résistances électriques, entraînant une plus grande dissipation de chaleur, augmentant ainsi les chances d'apparition de les feux, par example.
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Expérience de l'effet Joule
Ils existent expériences dans à bas prix est assez accessible qui peut être fait en classe pour mettre en évidence l'existence de l'effet Joule. L'une d'elles consiste à toucher les bornes d'un pile 9V dans un morceau de paille de fer.
Lorsque nous touchons la laine d'acier aux bornes de la batterie, un courant électrique se forme, ainsi, le processus de chauffage. Rapidement, la température de la laine d'acier augmente jusqu'à ce qu'elle devienne rouge.
La tête haute: cette expérience peut provoquer des brûlures et des incendies, ne la réalisez qu'en présence des parents ou tuteurs. |
Exercices sur l'effet Joule
Question 1) Un fil conducteur de résistance électrique égale à 0,5 Ω est parcouru par un courant électrique de 2,0 A pendant une durée de 2,0 minutes. Déterminez la quantité de chaleur dissipée par ce fil en joules.
a) 240J
b) 4 J
c) 400J
d) 40J
e) 120 J
Retour: Lettre a
Résolution:
Pour calculer la quantité de chaleur dissipée, il faut utiliser la loi de Joule :
Question 2) Concernant l'effet Joule, cochez ce qui est correct.
a) L'effet Joule ne se produit qu'à haute température.
b) L'effet Joule résulte des collisions entre les porteurs de charge et les atomes qui composent le réseau cristallin du matériau.
c) Il est possible de contrôler la perte d'énergie par effet Joule en augmentant l'intensité du courant électrique.
d) La quantité de chaleur dissipée par effet Joule est inversement proportionnelle à la résistance électrique du matériau.
e) Les matériaux conducteurs ne sont pas soumis à l'effet Joule.
Modèle:La lettre B
Résolution:
Regardons les réponses :
Le) FAUX – l'effet Joule peut se produire à n'importe quelle température, cependant, cet effet augmente à des régimes de température élevée.
B) RÉEL
ç) FAUX - la quantité de chaleur dissipée par effet Joule est directement proportionnelle au carré de l'intensité du courant.
ré) FAUX - la quantité de chaleur dissipée par effet Joule est directement proportionnelle au module de résistance électrique.
et) FAUX – tous les matériaux ayant une résistance électrique sont soumis à l'effet Joule.
Question 3) Un fil conducteur est parcouru par un courant électrique de 0,5 A pendant 30 s. La résistance électrique de ce fil étant égale à 0,8, la quantité de calories libérées par le fil pendant cette période de temps, du fait de l'effet Joule, est égale à
Données: 1 cal = 4 J
a) 15,0 cal.
b) 12,0 cal.
c) 1,5 cal.
d) 6,0 cal.
e) 4,5 cal.
Retour: Lettre C
Résolution:
Nous allons utiliser la loi de Joule pour calculer la quantité de chaleur qui est dissipée par le fil conducteur :
Selon le calcul effectué, la quantité de chaleur qui est dissipée par ce fil conducteur est de 1,5 cal, donc la bonne alternative est la lettre C.
Par moi Rafael Helerbrock