la théorie

TESTE TES
CONNAISSANCES SUR
LA LOI DE JOULE
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LA LOI DE JOULE
‘
MAIS QUI EST CE FAMEUX JOULE?
James Prescott Joule est un physicien anglais.
C’est lui qui découvrit vers 1860
la relation entre le courant électrique
traversant une résistance et la chaleur
dissipée par celle-ci.

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LA LOI DE JOULE
IL EST TEMPS DE SE SOUVENIR DES FORMULES
PUISSANCE DISSIPEE EN CHALEUR
Toutefois, nous pouvons calculer la puissance dissi-
pée en chaleur en instantanée en utilisant la formule
ci-dessous. En nous inspirant de la loi d’Ohm. U=RxI
L'eet Joule se manifeste dans tout conducteur électrique avec
plus ou moins d'importance. On voit que le dégagement de
chaleur est proportionnel :
à la résistance,
au carré de l’intensité du courant,
au temps pendant lequel circule le courant.
W = énergie perdue en chaleur
en Joule* pendant un laps de
temps
R = résistance en Ohm [Ω]
I = intensité du courant en
Ampère [A]
t = temps de passage du courant
en seconde [s]
L’EFFET JOULE?
L'eet Joule est un eet thermique de la résistance
électrique qui se produit lors du passage d'un cou-
rant électrique dans un conducteur.
L'eet Joule est dû à la transformation de l'électri-
cité (ou plus précisément de l'énergie électrique) en
chaleur (ou plus précisément en énergie calorifique).
Cet eet se produit dans tous les conducteurs mais
souvent le dégagement de chaleur ne peut être visua-
lisé que lorsque l'intensité du courant est trop grande.
C'est cet eet qui explique que parfois certains com-
posants électriques ou électroniques "brûlent".
L’ENERGIE ELECTRIQUE?
Pas moyen de parler de «L’EFFET JOULE» sans parler
de «L’ENERGIE ELECTRIQUE»
L'énergie électrique est l'énergie fournie par
l’intermédiaire d’un courant électrique à un système
de chauage, un système électrotechnique, électro-
nique ou un moteur et est directement transformée
en une autre énergie pour eectuer un travail: dépla-
cer une charge, fournir de la lumière, chauer, etc.
Celle qui nous intéresse ici est la transformation de
l’énergie électrique en énergie calorifique.
PETIT RAPPEL !!
W=RxI2xt
P=UxI=RxIxI=RxI2
P=UxI=UxU=U2
R R
Cette puissance P s'appelle aussi puis-
sance calorifique.
L'emploi de ces formules n'est pas tou-
jours simple, particulièrement lorsque la
résistance dépend de la température du
conducteur. La puissance dissipée par
eet Joule modifie la température, qui
modifie la résistance, qui modifie la puis-
sance dissipée par l’eet Joule.
* Le Joule est l’unité de mesure
de l’énergie du système
international.

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LA LOI DE JOULE
MAIS ÇA SERT A QUOI L'EFFET JOULE?
QUELQUES INCONVENIENTS DE L'EFFET JOULE
Dans certains cas, l'eet Joule est
responsable de pertes d'énergie,
c'est-à-dire de la conversion indé-
sirable, mais inévitable, d'une partie
de l'énergie électrique en énergie
thermique. Découvrons quelques
eets nuisibles de l’eet Joule:
C'est le cas des pertes d’énergie
lors du transport du courant
électrique. On cherchera à les
limiter. Comment? En augmen-
tant la tension, ce qui aura pour
conséquence une diminution
de l'intensité du courant pour
une même puissance (P). Cela
permettra donc de diminuer les
pertes par eet Joule.
L'isolant d'un conducteur se
détériore suite à l’échauement
du cuivre.
Les bobines des moteurs peuvent
brûler.
Les pertes en chaleur dans les
moteurs engendrent un moins
bon rendement.
Dans d’autres cas, l’eet Joule est recherché
pour produire de la chaleur ou de la lumière par
exemple. Découvrons diérentes applications.
LE CHAUFFAGE
L'utilisation la plus commune
de l'eet Joule est le chauage
électrique: radiateur, four,
plaque de cuisson, sèche-
cheveux, grille-pain.
Ces appareils peuvent convertir
l'intégralité de l'énergie
électrique en chaleur par
convection et par rayonnement.
ÉCLAIRAGE
Les ampoules à
incandescence recourent
également à l'eet Joule: le
filament de tungstène, placé
dans une enceinte contenant
un gaz noble, est porté à une
température élevée (plus de
2200°C). A cette température,
le filament de tungstène
devient incandescent et émet
de la lumière.
Soulignons que celles-ci
tentent à disparaitre pour
laisser la place aux ampoules
économiques.
FOURS ELECTRIQUES
INDUSTRIELS.
Fours à résistances, à arc,
à induction.
LE SOUDAGE ELECTRIQUE
Fers à souder, soudage à l'arc,
soudage par résistance (soudeuse
par points).
PROTECTION DES CIRCUITS
Les fusibles sont des dispositifs
utilisant l'eet Joule pour faire
fondre un conducteur calibré, afin
d'isoler un circuit électrique en cas
de surintensité. Les disjoncteurs
thermiques utilisent le même eet,
mais sans destruction, ils sont
réarmables.