Lei de Joule
Um resistor é um dispositivo que transforma a energia elétrica integralmente em calor. Podemos dizer então que o resistor dissipa a energia elétrica que recebe do circuito. Assim, a potência elétrica consumida por um resistor é dissipada.
Como sabemos, essa potência é dada por:
P = U.i (I)
Onde:
U – é a diferença de potencial (ddp)
i – é a intensidade de corrente elétrica
P – é a potência dissipada
Pela lei de Ohm:
U = R.i (II)
Onde R é a resistência elétrica do resistor.
Substituindo (II) em (I), temos:
P = (R . I) . i → P = R . i2
A energia elétrica transformada em energia térmica, ao fim de um intervalo de tempo ∆t, é dada por:
Essa fórmula traduz a lei de Joule, que pode ser enunciada da seguinte forma:
“A energia elétrica dissipada em um resistor, num dado intervalo de tempo ∆t, é diretamente proporcional ao quadrado da intensidade de corrente que o percorre.”
Sendo 
, a potência elétrica dissipada pode, também, ser dada por:
Podemos então concluir que, quando a ddp é constante, a potência elétrica dissipada em um resistor é inversamente proporcional à sua resistência elétrica.
Exemplo
Em 0,5 kg de água contida em um recipiente, mergulha-se, durante 7 min, um resistor de resistência elétrica 2 Ω.
Dados: calor específico da água 1 cal/g ºC e 1 cal = 4,2 J.
Se o resistor é percorrido por uma corrente elétrica de 5 A, calcule a elevação da temperatura da água, supondo que não haja mudança de estado.
Solução
O resistor transforma a energia elétrica integralmente em calor, aquecendo a água.
Assim, temos:
Eel = Q
Sabemos que:
Eel = P.∆t e Q = m . c . ∆T
Daí:
P.∆t = m . c . ∆T
R.i2. ∆t = m . c . ∆T
Os dados fornecidos pelo problema são:
R = 2 Ω
i = 5 A
∆t = 7min = 420 s
m = 0,5 kg = 500 g
c = 1 cal/g ºC = 4,2 J/g ºC
Substituindo os dados na equação:
R . i2.∆t = m . c . ∆T
2 . 52 . 420 = 500 . 4,2 . ∆T
∆T = 2 . 25 . 420
500 . 4,2
∆T = 21000
2100
∆T = 10 ºC
Portanto, podemos concluir que a temperatura se eleva em 10C
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