# Effetto Joule: spiegazione ed esercizi per test di ingresso

> Effetto Joule: formule, potenza e calore dissipato. Esempi svolti su lampadine e resistenze per capire energia, corrente, tensione e resistenza.

- Pagina: https://testbuddy.it/blog/test-di-ammissione/effetto-joule-sintesi-teorica
- Autore: Leo Fulvio Bacchilega
- Ultimo aggiornamento: 2025-09-09

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Quando una corrente elettrica **i** attraversa un conduttore di **resistenza R** per un certo intervallo di **tempo Δt**, si genera un riscaldamento del conduttore dovuto alle collisioni degli elettroni con il reticolo cristallino del materiale. Questa energia dissipata, detta **energia dissipata per effetto Joule (L)**, è pari a:

$$L=ΔV⋅i⋅ΔtoppureL=R⋅i2⋅Δt.L = \Delta V \cdot i \cdot \Delta t \quad \text{oppure} \quad L = R \cdot i^2 \cdot \Delta t.$$

- **ΔV** è la differenza di potenziale (in volt),
- **i** è l’intensità di corrente (in ampere),
- **R** è la resistenza (in ohm),
- **Δt** è il tempo (in secondi).

La **potenza** dissipata (P) è il rapporto tra l’energia dissipata e il tempo:

$$P=LΔt=ΔV⋅i=R⋅i2=ΔV2R.P = \frac{L}{\Delta t} = \Delta V \cdot i = R \cdot i^2 = \frac{\Delta V^2}{R}.$$

Se vuoi esprimere la **quantità di calore Q** in **calorie**, puoi convertire i joule sapendo che 1 cal = 4,186 J:

$$Q=L  (in J)4,186.Q = \frac{L \;(\text{in J})}{4,186}.$$

## Esempio 1: Lampadina di potenza diversa

**Problema:**
Una lampadina da **60 W** è collegata a un generatore che fornisce **240 V**. Calcola:

1. L’intensità di corrente **i** che attraversa la lampadina.
1. La resistenza **R** del filamento.

**Svolgimento:**

1. **Calcolo della corrente**
La potenza P dissipata per effetto Joule è data da:

$$P=ΔV⋅i.P = \Delta V \cdot i.$$

1. Da cui si ottiene:

$$i=PΔV=60 W240 V=0,25 A.i = \frac{P}{\Delta V} = \frac{60 \,\text{W}}{240 \,\text{V}} = 0{,}25 \,\text{A}.$$

1. **Calcolo della resistenza**
Sapendo che P=ΔV2RP = \frac{\Delta V^2}{R}, invertiamo la formula:

$$R=ΔV2P=(240 V)260 W=5760060=960 Ω.R = \frac{\Delta V^2}{P} = \frac{(240 \,\text{V})^2}{60 \,\text{W}} = \frac{57600}{60} = 960 \,\Omega.$$

**Risultato:**

- L’intensità di corrente che attraversa la lampadina è **0,25 A**.
- La resistenza del filamento è **960 Ω**.

## Esempio 2: Energia dissipata in una resistenza

**Problema:**
Una resistenza di **5,0 Ω** è collegata a una tensione costante di **12 V**. La corrente scorre per **10 secondi**. Determina:

1. L’energia dissipata E in joule.
1. Il calore prodotto Q in calorie.

**Svolgimento:**

1. **Calcolo dell’energia dissipata**
Si può usare la formula:

$$E=ΔV2R⋅Δt.E = \frac{\Delta V^2}{R} \cdot \Delta t.$$

1. Sostituiamo i valori:

$$E=(12 V)25,0 Ω×10 s=1445×10=28,8×10=288 J.E = \frac{(12 \,\text{V})^2}{5{,}0 \,\Omega} \times 10 \,\text{s} = \frac{144}{5} \times 10 = 28{,}8 \times 10 = 288 \,\text{J}.$$

1. **Conversione in calorie**
Se 1 cal = 4,186 J, allora:

$$Q=E (in J)4,186=2884,186≈68,8 cal.Q = \frac{E \,(\text{in J})}{4,186} = \frac{288}{4,186} \approx 68{,}8 \,\text{cal}.$$

**Risultato:**

- L’energia dissipata per effetto Joule in 10 s è **288 J**.
- Il calore sviluppato corrisponde a circa **68,8 cal**.

### Osservazioni e Utilità

- La prima formula $$(L=R⋅i2⋅ΔtL = R \cdot i^2 \cdot \Delta t)$$ risulta comoda quando conosci la **corrente** e la **resistenza**.
- La seconda formula $$(L=ΔV⋅i⋅ΔtL = \Delta V \cdot i \cdot \Delta t)$$ è utile quando sono noti la **differenza di potenziale** e la **corrente**.
- La forma $$P=ΔV2RP = \frac{\Delta V^2}{R}$$ permette di ricavare la **resistenza** partendo da tensione e potenza.

Questi esempi mostrano come l’**effetto Joule** si applichi sia a dispositivi domestici (es. lampadine) sia a resistori in circuiti di laboratorio, consentendo di calcolare l’energia trasformata in calore durante il passaggio di corrente.

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