As aplicações do efeito Joule são muitíssimo numerosas. Assinalaremos aqui algumas bastante comuns.

Pode-se determinar J por processo elétrico. Coloca-se em um calorímetro uma resistência R conhecida (fig. 147). Faz-se passar por ela uma corrente de intensidade I conhecida, durante um tempo t. A energia absorvida pela resistência durante o tempo t é:

Com o calorímetro se mede a quantidade de calor Q proveniente dessa energia W. Calcula-se J pelo quociente:

Figura 147

Amperômetros são instrumentos que medem a intensidade de corrente elétrica. Há vários tipos de amperômetros, baseados em vários fenômenos físicos. Um deles, que se baseia no efeito Joule, é o amperômetro térmico. Consiste em um fio metálico AB pelo qual se faz passar a corrente que se quer medir. Em comunicação com esse fio está um ponteiro. Quando a corrente passa, o condutor AB se aquece e se dilata. Sabemos que essa dilatação é diretamente proporcional à variação de temperatura; esta é diretamente proporcional à quantidade de calor, que por sua vez é diretamente porporcional ao quadrado da intesidade da corrente. Então a dilatação do fio AB é diretamente proporcional ao quadrado da intesidade da corrente. Com a dilatação do fio o ponteiro se desloca diante de uma escala. O construtor do amperômetro gradua essa escala de maneira que cada posição do ponteiro marque diretamente a corrente que passa pelo fio AB. Na figura 148 a curva pontilhada representa o fio AB já dilatado.

Figura 148

Esse amperômetro é cômodo porque mede a intensidade da corrente tanto quando ela assa num sentido como no outro. Além disso, é de construção barata.

Vemos que, para medirmos a intensidade da corrente que passa num trecho MN de um circuito o amperômetro deve estar ligado em série nesse trecho, para ser percorrido pela corrente a ser medida. Isso é uma regra geral: um medidor de intensidade de corrente deve ser ligado em série no trecho correspondente (fig. 149).

Figura 149

Nos laboratórios e na indústria se usam fornos elétricos para obtenção de temperaturas elevadas. O forno contém uma resistência elétrica que liberta calor com a passagem da corrente. Ele é revestido externamente com uma substância que transmite mal o calor, como por exemplo amianto (fig. 150). Desse modo, o calor libertado pela resistência fica todo no interior do forno.

Figura 150

Os aquecedores elétricos baseiam-se todos no efeito Joule, qualquer que seja a finalidade a que se destinam: pode ser um fogão elétrico, ou um aquecedor elétrico usado em laboratório, ou um “ferro de passar roupa”, ou um “chuveiro elétrico” (que é um aquecedor de água), etc..

A lâmpada de incandescência consta de um fio de resistência R, chamado filamento, encerrado em um bulbo de vidro no qual se faz o vácuo. Uma extremidade do fio é ligada à rosca da lâmpada; a outra é ligada a um pedaço de metal A colocado na base da lâmpada (fig. 151). Quando “enroscamos” a lâmpada no seu suporte, o filamento fica ligado ao circuito elétrico através da rosca e da peça A. A quantidade de calor libertada pelo filamento aumenta a sua temperatura a ponto de ele ficar incandescente e emitir luz. Examine o leitor como está feita a ligação do filamento numa lâmpada de incandescência.

Figura 151

Em uma instalação elétrica sempre são usados fios capazes de suportar uma certa intensidade de corrente. A corrente não deve atingir valores muito mais elevados do que o valor previsto porque senão o calor libertado por efeito Joule pode fundir os fios e estragar a instalação. Mas, num circuito podem acontecer certos acidentes que elevam o valor da corrente. Para proteger a instalação liga-se em série no circuito um pequeno condutor de chumbo F (fig. 152). Se por acaso o valor da corrente subir, o calor produzido funde antes o chumbo do que os outros condutores. O chumbo fundido interrompe o circuito e a corrente deixa de passar.

Figura 152

Esse condutor de chumbo é chamado fusível. No comércio encontram-se fusíveis cuja intalação é muito simples. Eles possuem uma rosca, análoga à rosca das lâmpadas de incandescência. E na base, também possuem uma peça metálica A isolada da rosca. O pedaço de chumbo é ligado entre a rosca e a peça A (fig. 153). Examine o leitor um fusível.

Figura 153