Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Kính Chào Quý Thầy Cô
Đến dự giờ thăm lớp
Các em hãy quan sát các hình ảnh sau
Những hình ảnh trên mô tả hiện tượng gì?
Dòng điện trong kim loại.
Dòng điện trong chất điện phân.
Dòng điện trong chất khí.
Dòng điện trong chân không.
Dòng điện trong chất bán dẫn.
Chương III
Dòng Điện Trong Các Môi Trường
Điều kiện để có dòng điện chạy qua vật dẫn là gì?
Các hạt tải điện.
Điện trường.
Vậy hạt tải điện trong kim loại là hạt nào?
Các electron tự do
I.Bản chất dòng điện trong kim loại.
II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
IV.Hiện tượng nhiệt điện.
Bài 13
Dòng Điện Trong Kim Loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I.Bản chất cuûa dòng điện trong kim loại.
Kim loại ở thể gì? Và có cấu trúc như thế nào?
Mạng tinh thể kim loại được tạo nên như thế nào?
Các kim loại thể rắn có cấu trúc mạng tinh thể.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi
Trong kim loại, các nguyên tử bị mất các electron hóa trị trở thành các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
Các electron hoá trị khi tách ra khỏi nguyên tử thì chúng chuyển động như thế nào?
Ion
Electron tự do
Electron trong nguyên tử
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể
Nhân
Các ng.tử mất đi e– Ion (+) dao động nhiệt tại nút mạng.
Ion
Electron tự do
Ion
Electron tự do
Electron trong nguyên tử
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể
Nhân
Ion
Electron tự do
Ion
Electron tự do
Electron trong nguyên tử
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể
Nhân
Ion
Electron tự do
Ion
Electron tự do
Electron trong nguyên tử
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể
Nhân
Ion
Electron tự do
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi
Mô hình mạng tinh thể đồng
I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
- Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do và chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể tạo thành khí electron tự do.
- Các kim loại thể rắn có cấu trúc mạng tinh thể.
-Trong kim loại, các nguyên tử bị mất các electron hóa trị trở thành các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi
Mơ hình s?i d�y d?ng v� c�c Electron t? do b�n trong
Electron tự do trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi
Khi chưa đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường, hãy nhận xét chuyển động của electron tự do?
I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Khi chưa có điện trường các electron tự do chuyển động hỗn loạn.
Khi đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường, hãy
nhận xét chuyển động của electron tự do?
Electron chuyển động có hướng (ngược chiều điện trường)
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Hỗn loạn không ngừng
Có hướng
Có dòng điện
Không có dòng điện
Tóm lại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
- Trong khi va chạm electron truyền một phần động
năng của nó cho ion, làm ion dao động mạnh lên, vì thế mà kim loại nóng lên.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi
- Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của electron tự do là nguyên nhân gây ra điện trở
Do đó, hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện tốt.
Vaäy baûn chaát cuûa doøng ñieän trong kim loaïi laø gì?
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Vậy,dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
I.Bản chất dòng điện trong kim loại.
Khi nhiệt độ tăng, thì điện trở của kim loại như thế nào?
Giả sử 1 vật dẫn kim loại có chiều dài l, tiết diện S và điện trở suất ? thì điện trở R được tính bằng công thức nào?
Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại như thế nào?
Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ
- Khi nhiệt độ tăng điện trở suất của kim loại tăng
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
Trong đó:
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
ρ0 :điện trở suất của kim loại ở t0(0C)
ρ :điện trở suất của kim loại ở t(0C)
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
* Hệ số nhiệt điện trở ? của mỗi kim loại phụ thuộc vào:
- Nhi?t dđộ
- Độ sạch và chế độ gia công vật liệu đó.
Hệ số nhiệt điện trở ? phụ thuộc vào yếu tố nào?
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Khi nhieät độ giảm xuống thấp thì mức độ cản trở dòng điện thay đổi thế nào?
- Khi nhiệt độ giảm thì mức độ cản trở dòng điện giảm. Do đó điện trở của kim loại giảm.
- Một số kim loại( hay hợp kim) khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó thì điện trở của kim loại (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng 0. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng siêu dẫn.
C2: Vì sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn điện lại có thể duy trì lâu dài? Có thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi được không?
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới
Thiếu e nên nhiễm điện +
Thừa e nên nhiễm điện -
Hai đầu dây kim loại có một hiệu điện thế nào đoù.
T1
T2
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. Hiện tượng nhiệt điện
Gồm hai dây dẫn bằng kim loại khác nhau được hàn dính hai đầu với nhau tạo thành một mạch kín . Trên đó người ta mắc thêm một điện kế nhạy.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. Hiện tượng nhiệt điện
1. Cấu tạo cặp nhiệt điện
2-Thí nghiệm :
- Một đầu mối hàn nhúng vào nước đá đang tan
- Đầu mối hàn còn lại đưa vào ngọn lửa
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
* Nhận xét
- Có dòng điện chạy trong mạch, gọi là dòng nhiệt điện
- Suất điện động gây ra dòng nhiệt điện gọi là suất nhiệt điện động
Gọi là hiệu nhiệt độ ở đầu nóng và đầu lạnh.
Trong đó:
Hệ số nhiệt điện động(V. )
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
2.Thí nghiệm :
IV. Hiện tượng nhiệt điện
1. Cấu tạo cặp nhiệt điện
Cặp nhiệt điện được dùng trong nhiệt kế điện tử đo được nhiệt độ cao với độ chính xác lớn
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH