Efecte ale trecerii curentului prin conductoare

1. EFECTUL TERMIC
AL CURENTULUI ELECTRIC

2. EFECTUL TERMIC
AL CURENTULUI ELECTRIC
Efectul termic sau efectul Joule presupune că orice conductor care este parcurs de curent electric
se va încălzi şi va degaja căldură în mediul exterior cu care se află în contact termic.
Legea lui Joule poate fi formulată astfel: căldura degajată într-un interval de timp Δt, la trecerea unui
curent electric continuu, de intensitate I, printr-un rezistor de rezistență R, este proporțională cu pătratul
intensității curentului electric, cu rezistența electrică a rezistorului și cu intervalul de timp considerat.
Q=I2·R·t
Efectul Joule se explică prin faptul că la trecerea curentului prin corpuri cu structură cristalină și cu
electroni liberi, acestea se opun pentru a păstra legăturile dintre electroni stabile.
Acest efect „de opunere” conduce la o disipare de energie și deci la încălzirea materialului prin care trece
curentul electric.

3. Consecințele dăunatoare ale producerii efectului Joule:
încălzirea oricărui conductor parcurs de curent
în transportul energiei electrice prin stâlpii de înaltă tensiune, efectul Joule duce la pierderi de
energie electrică deloc neglijabile.
Consecințele pozitive ale efectului Joule:
aparate de uz casnic : mașina de spălat haine, uscătorul de păr, reșouri, grătare, prăjitoare de pâine
electrometalurgia (obținerea unui metal pe cale electrolitică din combinațiile lui natural)
galvanostegia (depuneri metalice pe suprafața unor corpuri pentru a le proteja anticoroziv: argintare,
zincare, aurire, cuprare)
galvanoplastie (arta de a modela metalele, de a reproduce, după model, prin electroliza, un obiect).

4. APLICAȚII
1.Becul electric cu incandescență – produce lumină prin încălzirea până la incandescență a
unui filament metalic. Acesta este de fapt, un rezistor prin care trece curent electric, încălzindu-l
până când va produce lumină datorită temperaturii foarte mari la care ajunge.
În prezent, becurile incandescente folosesc un filament din tungsten, care poate să ajungă la
temperatura de 2000 grade C. Filamentul este închis în interiorul unui glob de sticlă vidat sau
umplut cu gaze inerte. Oxigenul, însă, trebuie eliminat din globul de sticlă, deoarece în
prezența lui, tungstenul ar arde instantaneu.
1.Balon de sticlă
2.Gaz inert la joasă presiune (sau vid)
3.Filament de wolfram
4.Fir de contact (1)
5.Fir de contact (2)
6.Suport de sârmă
7.Montură de sticlă
8.Contactul lateral
9.Soclul filetat
10.Izolație
11.Contact electric

5. APLICAȚII
2. Plita electrică: fie ca folosește la gătit, la prăjirea pâinii sau la încălzirea sandwich-urilor.
Construcția acestor aparate se bazează pe legea lui Joule. Încălzitorul are putere electrică mare
(700-1400 W), pentru a putea încălzi plita de fontă. Este un rezistor din nicrom. El lucrează
comandat de un întrerupător bimetalic care întrerupe circuitul atunci când temperatura depășește
valoarea permisă.
3. Fierul de călcat: are ca piesă principală tot un rezistor de putere mare (1000-2000 W) cu rolul
de a încălzi talpa de fontă a fierului. Temperatura sa poate fi reglată în funcție de materialul care
trebuie călcat. Ea este menținută constantă cu ajutorul unui termostat (un întrerupător bimetalic
care previne încălzirea peste limita cerută prin întreruperea circuitului de alimentare a
încălzitorului).
4. Uscătorul cu aer cald este un alt aparat folosit în gospodărie. Un motor electric, echipat cu un
mic ventilator, antrenează aerul printre spirele unui rezistor încălzit electric. Încălzit astfel, aerul
este canalizat prin orificiul de ieşire al aparatului şi trimis către obiectul care trebuie uscat. Este
utilizat de obicei la uscarea părului.

6. APLICAȚII
5.Siguranța fuzibilă - este un dispozitiv de protecție care are rolul de a
întrerupe circuitul în care este conectat, atunci când curentul electric
depașește pentru un anumit interval de timp o valoare dată.
Această întrerupere se realizeaza prin topirea unuia sau mai multor
elemente fuzibile.
în caz de scurtcircuit, siguranța se topește și curentul electric se întrerupe,
evitându- se astfel un incendiu sau distrugerea aparatelor electrice.
Firul conductor din interiorul siguranței trebuie să fie suficient de subțire
pentru a proteja eficient aparatele electrice și locuința (firele subțiri se
încălzesc mai mult și se topesc rapid în caz de scurtcircuit).
6. Releele termice
Sunt aparate de protecție care au în componență o lamelă
bimetalică. Sub acțiunea curentului electric de
suprasarcină se încălzește, se deformează și deschide un
contact electric întrerupând circuitul electric

7. ATENȚIE!
Căldura degajată de un conductor atunci când e parcurs de curent electric poate
fi utilizată în cuptoare electrice, la încălzirea serelor, uscarea fructelor şi
cerealelor, etc. însă uneori el este şi dăunător. Dacă inginerii n-ar ţine seama de
acest efect în proiectarea motoarelor electrice, acestea s-ar distruge în scurt timp
de la punerea lor în funcţiune. Una dintre măsurile de protecţie contra acestui
efect constă în instalarea unui ventilator pe axul motorului care în timpul
funcţionării antrenează aerul printre bobinele motorului, răcindu-le. Acest fapt îl
puteţi constata observând un aspirator de praf în care turbina care absoarbe
praful serveşte şi ca ventilator al motorului.