Définition

L'effet Joule est un effet thermique qui se produit lors du passage du courant électrique dans un conducteur. Il se manifeste par une augmentation de l'énergie thermique du conducteur et de sa température. L'effet porte le nom du physicien anglais James Prescott Joule qui l'a étudié vers 1860.

La puissance P dissipée sous forme de chaleur s'écrit :

P = R I ²= U²/R

R étant la résistance du conducteur et I la valeur de l'intensité du courant qui le traverse.

L'effet Joule se manifeste dans tout conducteur électrique avec plus ou moins d'importance. Dans certains cas, il s'agit d'un effet recherché pour produire de la chaleur (radiateur électrique, chauffe-eau, grille-pain) ou de la lumière (lampe à incandescence). En effet, l'élévation de la température du conducteur provoque un échange d'énergie avec l'extérieur sous forme de transfert thermique. Si cette température devient très importante, il cède également de l'énergie par rayonnement visible.

L'effet Joule est responsable de la conversion parfois indésirable, mais inévitable, d'une partie de l'énergie électrique en énergie thermique (pertes en ligne lors du transport du courant électrique que l'on cherche à limiter en augmentant la tension pour diminuer l'intensité du courant) .

Applications

Chauffage

L'utilisation la plus commune de l'effet Joule est le chauffage électrique : radiateur, four, plaque de
cuisson, sèche cheveux, grille pain, ...

Éclairage

Les ampoules à incandescence recourent également à l'effet Joule : le filament de Tungstène, placé dans une enceinte contenant un gaz inerte, est porté à une température élevée (plus de 2500°K). À cette température la matière émet des rayonnements dans le visible.