Effetto Joule

Formula e spiegazione

Corrente elettrica - Conduttore ohmico - Potenza termica prodotta - Resistenza

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Qualsiasi flusso di corrente elettrica produce sempre una certa quantità di calore, talvolta in maniera indesiderata, talvolta volutamente. La spiegazione è data dall'effetto Joule.

Potenza termica prodotta per effetto Joule

Se una corrente attraversa un conduttore ohmico di resistenza R, allora la potenza termica prodotta si può calcolare attraverso la seguente formula:

P = R i²   [W]

Energia termica

Se il conduttore è attraversato per un tempo t (espresso in ore) dalla corrente allora l' energia che viene dissipata è data dalla seguente formula:

E = P t = R i² t     [Wh]

Dalla tabella che segue, costruita supponendo di far funzionare una resistenza di 1 ohm per 1 ora, si può vedere come, al crescere dell'intensità di corrente, l'energia vari con il suo quadrato, e quindi in maniera molto veloce.

R=1 ohm; t=1 ora

I (A)	E (Wh)
1	1
2	4
3	9
4	16
5	25

Effetto Joule nei motori elettrici

Il problema della produzione di calore è molto importante, ad esempio, nei motori elettrici, che devono essere in grado di dissipare il calore generato dal passaggio di corrente, altrimenti la loro temperatura sale troppo e può provocare inconvenienti di funzionamento.
Nei compressori frigoriferi, data l'elevata intensità della corrente di spunto, gli avvolgimenti del motore sono soggetti ad un intenso riscaldamento durante la fase di avviamento.

Limitare le partenze frequenti è un buon modo per salvaguardare l'integrità degli avvolgimenti nel tempo.

Effetto Joule e sbrinamento

Dove l'effetto Joule risulta essere molto utile è nello sbrinamento degli evaporatori mediante resistenza elettrica. Questo è uno dei metodi più utilizzati per liberare dalla brina l'evaporatore, anche se non sempre risulta essere il più conveniente dal punto di vista economico e della tempistica di realizzazione.