Effetto Joule
L’effetto Joule (pronuncia giul come in giulia ma senza la i e la a finale) riguarda il riscaldamento di un conduttore quando è attraversato da corrente elettrica.
Mantenere una corrente in un conduttore costa energia. La relazione fondamentale che lega l’energia per secondo impiegata per mantenere una corrente $I$ a causa di una differenza di potenziale $\Delta V$ è la seguente
$$ P = \Delta V I $$
La precedente relazione vale sempre. Se la corrente scorre in un conduttore ohmico, cioè in un conduttore per il quale vale la legge di Ohm, allora usando la nota $$\Delta V=IR$ si possono scrivere anche le seguenti espressioni
$$ P = \frac{ \Delta V^2 }{R} = R I^2 $$
Ricorda che le ultime due relazioni non sono leggi fondamentali ma valgono solo per i conduttori ohmici. L’energia ceduta al conduttore ohmico nel tempo $\Delta t$ è data dalla
$$E = P \Delta t$$
Tale energia, assorbita dal conduttore, provoca il suo riscaldamento (aumento di energia interna) con conseguente aumento di temperatura. Successivamente il conduttore cede tale energia all’ambiente esterno nel quale si trova immerso (aria, acqua, ecc…). In questo caso si dice pure che l’energia è stata dissipata dal resistore, ovvero che il resistore è un elemento dissipativo. Tale effetto è sfruttato in molti elettrodomestici: phon, forno elettrico, scaldabagno, teiera elettrica, macchina del caffè.
Questo video introduce il fenomeno e ne spiega il meccanismo a livello microscopico.
Il video seguente, invece, ricorda le relazioni che legano differenza di potenziale, corrente e resistenza.
Ed infine un esercizio che mostra la trasformazione di energia elettrica in energia termica con aumento di temperatura di una sostanza.
