LA POTENZA ELETTRICA

LA POTENZA ELETTRICA E L’EFFETTO JOULE
Consideriamo un circuito elettrico semplice costituito da un generatore che fornisce una tensione
V ad un utilizzatore di tipo statico, come un ferro da stiro o un asciugacapelli, caratterizzato da
una resistenza R.
Gli elettroni liberi del conduttore di carica q, per effetto della tensione applicata trasformano il
lavoro elettrico L = q V, eseguito dal generatore, in energia cinetica microscopica ordinata, vale a
dire che si muovono creando una corrente di intensità I legata alla grandezze precedenti dalla nota
relazione:
(1) V  RI
Quando gli elettroni giungono all’utilizzatore urtano gli ioni positivi dei reticoli cristallini che lo
costituiscono i quali, prima dell’urto oscillavano attorno alla loro posizione di equilibrio. Questi, per
effetto di tali urti aumentano il loro moto oscillatorio incrementando così la loro energia cinetica
microscopica disordinata. Dal punto di vista macroscopico, ciò si manifesta come un aumento di
temperatura dell’utilizzatore e di tutti gli oggetti a contatto con esso. Quindi l’utilizzatore si
riscalda, cioè si dice che acquista una quantità di calore Q pari al lavoro elettrico fornito dal
generatore. Vale a dire che:
(2) L  Q
Def.1 La trasformazione di energia elettrica in calore si chiama effetto Joule
Def.2 Chiamo calore Q ceduto o assorbito da un corpo l’aumento della sua energia cinetica
microscopica disordinata.
Def. 3 Si chiama potenza elettrica dissipata P la rapidità con cui l’energia elettrica si trasforma in
calore.
La potenza, che si misura in Joule/secondo = watt, può assumere una delle forme seguenti:
(3) P 
L qV

 I  V  R  I 2
t
t
Uguagliando la (2) con la (3) si ottiene anche che:
(4) Q  P  t  V  I  t  R  I 2  t
Infine, se m è la massa dei corpi che inizialmente erano alla temperatura iniziale ti e che, per effetto
del riscaldamento indotto dal passaggio della corrente, si portano alla temperatura finale tf , si ha
che la quantità di calore assorbita Q vale:
(5) Q  mc  t f  ti   mct
dove c è una grandezza caratteristica delle sostanze chiamata calore specifico.