Lei de Joule

0
165

 Trabalho realizado pela corrente eléctrica: Lei de Joule/Lenz

Quando um condutor é percorrido por uma corrente eléctrica, ocorre a transformação de energia eléctrica em energia térmica, facto perceptível pelo aquecimento do condutor. Este fenómeno é conhecido como Efeito Joule, em homenagem ao físico britânico James Prescott Joule (1818-1889).

Os portadores de carga eléctrica ao atravessarem o condutor, sofrerão choques (interacções) com as outras partículas do próprio condutor. Por causa desses choques, parte da energia eléctrica associada aos portadores transfere-se para as partículas do meio condutor, as quais passam a vibrar mais intensamente — o que caracteriza, em parte, o aquecimento do condutor. As observações que demonstram este fenómeno são numerosas, por exemplo:



E X P E R I Ê N C I A

Verificação experimental do Efeito Joule/Lenz

Objectivo: Comprovar o aquecimento de um condutor percorrido por uma corrente eléctrica.

Material

  • 3 ou 4 pilhas de 1,5 V cada
  • Fios condutores de ligação
  • Um interruptor
  • Palha-de-aço fina e bem seca.

Procedimentos

  1. Coloque as três pilhas em série e ligue uma extremidade de cada fio nas extremidades da série de pilhas.
  2. Coloque palha-de-aço num local onde não possa ocorrer a propagação de chamas (superfície não inflamável).
  3. Ligue as duas extremidades dos fios na palha-de-aço. Feche o circuito, estabelecendo nele uma corrente eléctrica.

A corrente eléctrica aquece os fios da palha-de-aço por Efeito Joule. Os fios por serem muito finos, tornam-se incandescentes e pegam fogo.

Lei de Joule/Lenz: a quantidade de calor libertada numa resistência, pela passagem da corrente, é directamente proporcional ao quadrado da intensidade da corrente e ao tempo durante o qual essa corrente passa.

W = R . I2 . △t

Onde:

R – Resistência do condutor medida em ohm (Ω)

I – Intensidade da corrente, medida em ampere (A)

△t – intervalo de tempo durante o qual a corrente passa, medido em segundos (s).

W – Quantidade de energia eléctrica transformada em calor, por Efeito Joule/Lenz, medida em joule (J).

Potência dissipada numa resistência

A potência caracteriza a rapidez com que um dispositivo transforma uma determinada quantidade de energia numa outra forma de energia. No caso dos aparelhos eléctricos, a potência mede a rapidez com que um dispositivo eléctrico transforma a energia eléctrica em trabalho, isto é, a potência dissipada numa resistência por Efeito Joule, mede a rapidez com que essa resistência transforma a energia eléctrica, que recebe das cargas eléctricas, em calor.

Potência (P) é o trabalho (W) realizado na unidade de tempo.

Como o trabalho realizado pela corrente é dado pela expressão:Por outro lado, e, de acordo com a Lei de Ohm:

No SI de unidades a potência é medida em watt (W) em homenagem ao inventor da máquina a vapor James Watt.

E x e r c í c i o s  r e s o l v i d o s

  1. Quando uma lâmpada de incandescência é ligada a uma tensão de 120 V, a corrente que flui pelo seu filamento é igual a 1 A. Determine:
  2. a)A potência da lâmpada.
  3. b)A quantidade de energia eléctrica que, por minuto, é transformada em calor pelo filamento da lâmpada.

Resolução:

Dados: △U = 120V; I = 1 A.

 

  1. Num resistor, de resistência igual a 15 Q, passa uma corrente com intensidade de 2 A. Calcule:
  2. a)A potência dissipada no resistor.
  3. b)A quantidade de calor libertada por esse resistor em 30 minutos.

Resolução:

Dados: R = 15 Ω; I = 2 A.

 

Bibliografia

MENESES, João Paulo. F10 - Física 10ª Classe. Texto Editores, Maputo, 2017.

Zoeken
Sponsor
💸 Queres levantar dinheiro do PayPal no M-Pesa? Faz já a troca na TrocaPay: 879369395 ⚡ Simples, rápido e seguro!
Categorieën
Read More
Geografia
Agentes externos do relevo
Agentes externos do relevo As rochas que compõem o relevo estão sujeitas a...
By Daniel Ngovene 2022-06-19 22:10:51 0 162
Biografia
Biografia de David Livingstone
Biografia de David Livingstone David Livingstone (1813-1873) foi um missionário e...
By junior bila 2022-06-30 13:59:21 0 170
Portugues
Variação da língua portuguesa no espaço: Brasil e Moçambique
Variação da língua portuguesa no espaço: Brasil e Moçambique A...
By Daniel Ngovene 2022-06-21 07:05:45 0 148
Exames
Exames de admissão de Física da UEM
Fisica 2014 UEM Fisica 2017 UEM Fisica 2004 UEM Fisica 2005 UEM Fisica 2006 UEM Fisica 2007 UEM...
By Daniel Ngovene 2021-09-10 21:32:33 0 344
Livros 11classe
Livros da 11classe
Baixar Livro da 11ª Classe Português Baixar Livro da 11ª Classe Filosofia Baixar...
By Daniel Ngovene 2022-02-22 20:11:43 0 174