تأثير جول — تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية — العلوم الفيزيائية — السنة الثانية متوسط — المنهاج الجزائري

تأثير جول

تأثير جول (Joule Effect) هو ظاهرة تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية عند مرور تيار كهربائي في ناقل. اكتشف هذه الظاهرة العالم الفيزيائي جيمس بريسكوت جول.

تعريف تأثير جول

عند مرور تيار كهربائي في ناقل (مثل سلك معدني)، تتصادم الإلكترونات مع ذرات الناقل مما يسبب اهتزازها وارتفاع درجة حرارته.

قانون جول

Q = R × I² × t حيث Q الطاقة الحرارية (جول J)، R مقاومة الناقل (أوم Ω)، I شدة التيار (أمبير A)، t الزمن (ثانية s). وتُكتب أيضاً: Q = U × I × t

العوامل المؤثرة على تأثير جول

• شدة التيار: كلما زادت شدة التيار، زادت الحرارة (علاقة تربيعية).
• مقاومة الناقل: كلما زادت المقاومة، زادت الحرارة.
• الزمن: كلما زاد زمن مرور التيار، زادت الحرارة.

تطبيقات تأثير جول

• المدفأة الكهربائية، المكواة الكهربائية، المصباح المتوهج، الفرن الكهربائي، قاطع التيار (Fusible).

مثال

مقاومة 100 Ω يمر فيها تيار 2 A مدة 10 ثوانٍ. Q = 100 × (2)² × 10 = 4000 J

تمرين

مقاومة 50 Ω يمر فيها تيار 3 A. أحسب الحرارة المنتشرة في دقيقة واحدة. (الحل: Q = 50 × 9 × 60 = 27000 J)

تعرف على المزيد مع درس قانون أوم ودرس التيار الكهربائي المستمر.