Wet van Joule

Uitleg van de Wet van Joule

Definitie

De wet van Joule beschrijft het verband tussen de hoeveelheid warmte-energie die in een elektrische weerstand wordt ontwikkeld en de grootte van de stroom die gedurende een bepaalde tijdsduur door die weerstand vloeit. In een elektrisch circuit waarin een constante stroomsterkte $I$ door een geleider met weerstand $R$ loopt gedurende een tijdsinterval $\Delta t$, wordt een hoeveelheid warmte-energie $W$ ontwikkeld ten gevolge van de botsingen tussen vrije elektronen en het rooster van de geleider. Deze energie komt volledig overeen met het elektrisch vermogen dat aan de weerstand wordt geleverd en wordt volledig omgezet in warmte (mits er geen andere energie-omzettingen plaatsvinden in het systeem).

De situatie volgens de wet van Joule betreft steeds een gesloten elektrisch circuit met een constante spanning $U$, een specifieke weerstand $R$, een meetbare stroom $I$ en een tijdsduur $\Delta t$ waarin het proces zich afspeelt. Er is een direct causaal verband: hoe groter de stroom of weerstand, hoe groter de hoeveelheid geproduceerde warmte bij eenzelfde tijdsduur, en omgekeerd.

Belangrijke concepten

De kernbegrippen zijn: