Quando você liga um aparelho elétrico, uma lâmpada, por exemplo, você percebe que rapidamente ela se aquece. Isso significa que nem toda a energia elétrica que foi fornecida a essa lâmpada foi transformada em luz, pois uma parte foi dissipada e transformada em calor pelo Efeito Joule. Esse fato pode ser observado em vários outros aparelhos, como motores elétricos, na televisão, no computador e diversos outros.
No caso da lâmpada, quanto menor a quantidade de energia dissipada, maior a sua eficiência energética, pois isso significa que a maior parte da energia fornecida foi bem aproveitada e houve poucas perdas. Da mesma forma ocorre com todos os demais aparelhos que precisam de uma fonte de energia para funcionar. Sendo assim, a eficiência energética (representada pela letra e) é definida como a razão entre a quantidade de energia utilizada durante a realização de alguma atividade e a energia fornecida.
Essa relação pode ser descrita matematicamente como:
e = E utilizada
E fornecida
Quanto mais próximo de 1 for o valor assumido por e, maior será a eficiência energética do aparelho. Mas quanto mais próximo de 0, menor a eficiência energética.
Estimar a eficiência energética tornou-se fundamental atualmente, uma vez que ela nos permite definir se a energia está sendo ou não bem utilizada pelos aparelhos usados no nosso dia a dia. Além disso, o desenvolvimento da ciência tem permitido a construção de aparelhos que utilizam da melhor forma a energia fornecida a eles.
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A eficiência energética é tão importante que é tema inclusive de programas governamentais a nível nacional, por exemplo, o Programa Nacional de Conservação de Energia Elétrica (PROCEL). Criado em 1985, esse programa tem como objetivo combater o bom uso da energia elétrica. Entre as soluções apontadas está a substituição de tecnologias já existentes por outras com melhor eficiência, além do menor custo e menor impacto ambiental.
Com o objetivo de estimular a fabricação e a compra de produtos mais eficientes, foi criado, em 1993, o selo PROCEL de economia de energia, que indica ao consumidor, no ato da compra, os produtos que apresentam os melhores níveis de eficiência energética.
Esse selo é constituído por uma escala de letras que vão de A até E, conforme mostra a figura no topo da página. Os aparelhos que recebem conceito A são os mais eficientes, enquanto os que recebem conceito E são os menos econômicos. Sendo assim, o recomendado para reduzir o consumo de energia é comprar sempre aparelhos que recebem conceito A.
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:
Q = i2.R.t
Onde,
i: intensidade da corrente elétrica
R: resistência elétrica
t: tempo que a corrente
leva para percorrer um condutor
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.
Leia também
- Resistência Elétrica
- Corrente Elétrica.
- Potência Elétrica
- Fórmulas de Física
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, o que pode, no entanto, ser resolvido por isolamentos bem feitos.
Exercícios
1. (CFT-SC) Uma pessoa mudou-se do estado de Santa Catarina, onde a tensão da rede elétrica é 220 V, para o estado do Paraná, onde a tensão é 110 V.
Levou consigo um chuveiro, cuja potência nominal é de 2200 W. Instalado no estado do Paraná, para que o chuveiro continue a dissipar a mesma potência por efeito Joule, sua resistência elétrica deve ser:
a) quadruplicada.
b) reduzida à metade do valor original.
c) reduzida a um quarto do valor original.
d) dobrada.
e) mantida inalterada.
Ver Resposta
Alternativa c: reduzida a um quarto do valor original.
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.
Ver Resposta
Alternativa a: efeito Joule.