Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Bản chất dòng điện trong các môi trường: kim loại, chất điện phân, chất khí, chân không, bán dẫn.
Ứng dung của dòng điện trong các môi trường.
CHƯƠNG 3:
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Bài 13:
Dòng điện trong kim loại
Chào mừng cô và các bạn tham gia phần thuyết trình của nhóm chúng em !!!
GVHD: cô Nguyễn Thị Xuân Thu
TRƯỜNG THPT CHUYÊN NGUYỄN DU
Dòng điện trong kim loại
Text in
here
Dòng điện là gì?
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
Ion dương
Electron tự do
Electron trong nguyên tử
Nguyên tử
Proton
Trong kim loại, các nguyên tử mất electron hóa trị trở thành ion (+).
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
Các ion (+) liên kêt với nhau một cách có trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
Chuyển động nhiệt của các ion ( dao động nhiệt quanh vị trí cân bằng) có thể phá hủy trật tụ này
Mô hình mạng tinh thể đồng
Mô hình mạng tinh thể đồng
Chuyển động nhiệt hỗn độn của 1 electron
Khi không có điện trường ngoài, trong kim loại không có dòng điện
Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do với mật độ n không đổi.
Khi có điện trường ngoài, trong kim loại sẽ xuất hiện dòng điện
Chuyển động phụ (có hướng)
Chuyển động nhiệt hỗn loạn
Chuyển động thực
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
Chuyển động hỗn loạn
không ngừng
Có hướng
Có dòng điện
Không có
dòng điện
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
2. Bản chất dòng điện trong kim loại
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường .
E
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
E
Trong quá trình chuyển động có hướng, các e tự do không ngừng va chạm với các ion (+) ở các nút mạng
→ làm cản trở chuyển động có hướng của các electron tự do
→ gây ra điện trở của kim loại
Khi các e tự do va chạm với các ion (+) ở các nút mạng
→ truyền năng lượng cho ion (+)
→ gây ra tác dụng nhiệt
* Ứng dụng :
Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng.
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
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)
* Hệ số nhiệt điện trở α của mỗi kim loại phụ thuộc vào:
- Nhiệt độ
- Độ sạch và chế độ gia công vật liệu đó
Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ
II. Sự phụ thuộc củađiện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
Bảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại ở 200 C
Bạc dẫn điện tốt hơn đồng. Nhưng đôi khi một số lõi dây điện lại làm bằng đồng
mà không phải bằng bạc.?​
Bóng đèn nối với công tắc và nguồn. Khi có dòng điện, các electron tự do trong dây dẫn dịch chuyển có hướng. Vì sao bóng đèn sáng ngay sau khi đóng công tắc, dù bóng đèn có thể ở cách rất xa nguồn.?
Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất của kim loại thay đổi như thế nào?
- Khi nhiệt độ càng giảm, điện trở suất của kim loại cũng giảm liên tục.
Điện trở của một cột thủy ngân phụ thuộc vào nhiệt độ
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Nhận xét sự thay đổi điện trở của cột thuỷ ngân ở lân cận nhiệt độ 4 K ?
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp vàhiện tượng siêu dẫn
-Nhiệt độ giảm xuống thấp điện trở của kim loại đột ngột giảm mạnh.
Tính chất khác: từ tính và nhiệt Điện trở của một cột thủy ngân
dung thay đổi đột ngột ở nhiệt độ này. phụ thuộc vào nhiệt độ
Các vật liệu ấy đã chuyển sang
trạng thái siêu dẫn.
Nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn Tc ,
điện trở của một số kimloại và một số chất
giảm bằng 0.
Thế nào là hiện tượng siêu dẫn?
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp vàhiện tượng siêu dẫn
Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở suất
của một số vật liệu giảm đột ngột xuống bằng 0 .
Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn
Giá trị Tc phụ thuộc vào bản thân vật liệu.
Thành công lớn nhất hiện nay là lĩnh vực giao thông, Các con tàu có thể “lướt” trên đệm từ trường.
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới
Muốn có dòng điện cần 1 hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn
=> cần 1 nguồn điện.
Vậy, có cách nào tạo ra hai đầu mạch kín hiệu điện thế mà không cần nguồn điện hay không?
Khi t1= t2
Kim không lệch.
Khi t1 ≠ t2
→ kim bị lệch.
Thí nghiệm :
IV. Hiện tượng nhiệt điện
* Hai đoạn dây kim loại có bản chất khác nhau được nối kín với nhau bởi hai mối hàn được gọi là một cặp nhiệt điện.
Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng xuất hiện một suất điện động trong mạch của một cặp nhiệt điện khi hai mối hàn được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau.
* Suất điện động nhiệt điện:
T1 : nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ cao hơn (K)
T2 : nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ thấp hơn (K)
IV. Hiện tượng nhiệt điện
Bảng một số cặp nhiệt điện thường dùng
* Ứng dụng:.
- Nhiệt kế nhiệt điện
- Pin nhiệt điện
IV. Hiện tượng nhiệt điện
Cặp nhiệt điện ứng dụng trong nhiệt kế điện tử
KIẾN THỨC CẦN NHỚ
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường.
Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể làm cản trở chuyển động của các electron tự do làm xuất hiện điện trở kim loại và tác dụng nhiệt.
@ Điện trở suất của kim loại ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi ở nhiệt độ nhỏ hơn (hoặc bằng) nhiệt độ tới hạn TC .
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện ξ = αT (T1 –T2)

Câu 1: Hạt tải điện cơ bản trong kim loại là
A. Các electron tự do.
B. Các ion âm.
C. Các ion dương.
D. Các nguyên tử.
Câu 2: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ
A. Giảm đi.
B. Không thay đổi.
C. Tăng lên.
D. Tùy từng kim loại.
Câu 3: Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng
A. Điện trở của vật dẫn giảm xuống giá trị rất nhỏ khi nhiệt độ giảm xuống thấp.
C. Điện trở của vật dẫn giảm xuống rất nhỏ khi nhiệt độ của nó đạt giá trị đủ cao.
B. Điện trở của vật dẫn giảm xuống bằng không khi nhiệt độ của nó nhỏ hơn giá trị nhiệt độ tới hạn.
D. Điện trở của vật dẫn bằng không khi nhiệt độ bằng 0(K).
Câu 4: Suất nhiệt điện động của một cặp nhiệt điện phụ thuộc vào
A. nhiệt độ thấp hơn ở một trong hai đầu cặp.
B. nhiệt độ cao hơn ở một trong hai đầu cặp.
C. hiệu nhiệt độ hai đầu cặp.
D. bản chất của chỉ một trong hai kim loại cấu tạo nên cặp.
Cảm ơn cô và các bạn đã lắng nghe bài thuyết trình của nhóm chúng em.

Chúng em xin chân thành cảm ơn !!

Thành viên nhóm:
Trần Thị Thùy Dung
(thực hiện powerpoint, tìm thêm hình ảnh và tư liệu)
(tìm tư liệu)
Thân Thị Mỹ Dung
Phạm Thu Vân
Nguyễn Thị Lan Chi