Efeito Joule: o que é, exemplo e exercícios

Efeito Joule ou lei de Joule é um fenômeno da física que resulta na transformação de energia elétrica em energia térmica (calor). Também conhecido como efeito térmico, ele não absorve calor, mas sim, produz calor.

O efeito joule é calculado através da seguinte fórmula:

Onde,

• Q: Energia dissipada, medido em joule (J);
• i: intensidade da corrente elétrica, medido em amperes (A);
• R: resistência elétrica, medido em ohm ();
• t: tempo que a corrente leva para percorrer um condutor, medido em segundos (s).

Exemplo de cálculo do Efeito Joule:

Um resistor de 10 ohms é atravessado por uma corrente elétrica de 2 amperes durante 5 minutos. Qual a quantidade de calor dissipada no resistor?

Dados fornecidos:

• Resistência elétrica R=10 Ω;
• Corrente elétrica I=2 A;
• Tempo t = 5 minutos = 5×60=300 segundos.

Substituindo os valores na fórmula:

Resistência Elétrica

O efeito joule tem origem na absorção da energia pelos resistores por onde transitam, o que acontece do seguinte modo:

Os elétrons da corrente se agitam, chocam os átomos dos condutores e os aquecem liberando calor. Graças aos resistores, que resistem à passagem da energia, a energia elétrica é transformada em energia térmica. É por esse motivo que muitos aparelhos têm resistores elétricos.

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Aplicações

Existem vários aparelhos que funcionam como resultado do efeito joule. Exemplos:

• aquecedor
• churrasqueira elétrica
• chuveiro
• ferro de passar roupa
• fogão elétrico
• forno elétrico
• iluminação
• secador de mãos
• secador de cabelo
• soldador elétrico
• torradeira

Vantagens e Desvantagens

O efeito joule permite o funcionamento de vários aparelhos utilizados no nosso dia a dia, sendo essa a sua vantagem.

A baixa resistência pode provocar um curto-circuito e essa é a sua desvantagem, podendo, no entanto, ser resolvido por isolamentos bem feitos.

Exercícios sobre efeito joule

Exercício 1

O efeito Joule é o fenômeno responsável pela transformação de energia elétrica em calor em condutores, devido à passagem da corrente elétrica. Considere as seguintes afirmativas sobre o efeito Joule:

I. O efeito Joule é o responsável pelo aquecimento de dispositivos elétricos, como chuveiros e aquecedores.

II. A quantidade de calor gerada por um condutor depende da resistência do material, da corrente elétrica e do tempo em que essa corrente percorre o condutor.

III. O efeito Joule ocorre apenas em materiais isolantes e não em condutores.

IV. O aumento da corrente elétrica que atravessa um condutor aumenta a quantidade de calor gerada pelo efeito Joule.

Assinale a sequência correta de verdadeiro (V) ou falso (F):

a) V, V, F, V
b) V, F, V, F
c) F, V, F, V
d) F, F, V, F
e) V, F, F, V

Exercício 2

(UFRS-RS) A frase “O calor do cobertor não me aquece direito” encontra-se em uma passagem da letra da música “Volta”, de Lupicínio Rodrigues.

Na verdade, sabe-se que o cobertor não é uma fonte de calor e que sua função é a de isolar termicamente nosso corpo do ar frio que nos cerca.

Existem, contudo, cobertores que, em seu interior, são aquecidos eletricamente por meio de uma malha de fios metálicos, nos quais é dissipada energia em razão da passagem de uma corrente elétrica.

Esse efeito de aquecimento pela passagem de corrente elétrica, que se observa em fios metálicos, é conhecido como

a) efeito Joule.
b) efeito Doppler.
c) efeito estufa.
d) efeito termoiônico.
e) efeito fotoelétrico.

Pratique mais com:

• Exercícios sobre efeito Joule
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