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Effet joule - Cours et applications pdf





Cours et applications de l'effet joule pdf



Objectifs: Effet joule

  • Maîtriser les notions liées aux Effet joule.
  • Nous allons relever une série de points expérimentaux en vue de trouver quelles grandeurs physiques déterminent l’énergie thermique dissipée par effet Joule dans un conducteur, ainsi que la façon dont ces grandeurs interviennent dans cette énergie thermique dissipée.

Introduction: Effet joule

L’effet Joule est la dissipation d’énergie électrique sous forme de chaleur lors du passage d’un courant électrique à travers un conducteur. Il a été étudié par James Prescott JOULE vers 1860.
L’effet Joule est causé par les collisions des électrons, dont le flux forme le courant électrique, avec les atomes composant le matériau conducteur traversé. Lors de ces interactions, une partie de l’énergie cinétique des électrons est convertie en chaleur.
Ce phénomène trouve de nombreuses applications : résistance chauffante des lave-vaisselle, machine-à-laver, sèche-cheveux, grille-pain, bouilloire électrique, boiler, fusible (qui fond lorsque l’intensité dépasse une certaine valeur), radiateur électrique, four électrique, plaques de cuisson.
Mais cette dissipation d’énergie est aussi indésirable dans certaines situations : par effet Joule, les lignes électriques amenant le courant depuis les centrales perdent de la puissance. Pour limiter ces pertes, on utilise des lignes à haute ou très haute tension qui permettent de diminuer l’intensité de courant dans la ligne tout en gardant une certaine puissance (puisque la puissance ). C’est en déterminant le lien entre P et I que nous comprendrons exactement comment cela fonctionne.
C’est aussi à cause de l’effet Joule que les ampoules à incandescence ont un rendement lumineux faible : elles consomment beaucoup d’électricité par rapport à leur production de lumière. D’où le retrait de ces ampoules de la vente pour les remplacer par des ampoules économiques plus efficaces.

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