L'effet joule

L'Effet Joule

Mise en situation

Définition :

L'effet Joule est la manifestation thermique de la résistance électrique 

qui se produit lors du passage d'un courant électrique dans tout matériau conducteur. L'effet porte le nom du physicien anglais

 James Prescott Joule qui l'a découvert en 1840.

De manière générale, le courant électrique est assuré par le mouvement des charges électriques. Ces porteurs de charge en mouvement interagissent avec les atomes constitutifs du milieu dans lequel ils se déplacent — par exemple un câble électrique — ce qui constitue un frein, une résistance à leurs déplacements. Pour transférer une quantité déterminée de courant électrique par ce câble, il faut donc fournir une puissance supplémentaire à celle nécessaire à l'extrémité du conducteur, qui sera dissipée lors des interactions avec les atomes, sous forme d'énergie thermique (dissipation d'énergie électrique sous forme de chaleur). C’est cela qu’on appelle l'effet Joule.

Une seule exception à cette règle : les supraconducteurs, qui nécessitent des conditions particulières pour conserver leur propriété.

Loi de Joule

Rappel : un récepteur électrique est un dispositif qui transforme l'énergie électrique en une autre forme d'énergie (mécanique, thermique ou chimique).

L'énergie électrique fournie à un récepteur thermique est obtenue par la relation suivante :

W = U I t.

La loi d'Ohm appliquée à un récepteur thermique est :

U = R I

En remplaçant le terme U de la première formule par la loi d'Ohm nous écrivons :

W = (R I) I t.

En simplifiant nous obtenons la loi de joule : W = R I² t.
Avec :
W en joule (J),
R en ohm (Ω),
I en ampère (A) et
t en seconde (s).

 Inconvénients et avantages de l'effet Joule

 

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