Bài 13. Dòng điện trong kim loại

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH
CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
BÀI 13
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Nội dung
bài học
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bản chất dòng điện trong kim loại.
Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Hiện tượng nhiệt điện.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Ghi chú
Phần chữ có hình




Kèm theo là phần cần ghi vào vở bài học
Kiến thức đã học
Câu 1: Dòng điện là :
Dòng chuyển dời của các hạt mang điện
Dòng chuyển dời hỗn loạn của các hạt mang điện
Dòng chuyển dời có hướng của các nguyên tử
Dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện
Kiến thức đã học
Câu 2: Điều kiện để có dòng điện là :
Giữa hai đầu vật dẫn có một hiệu điện thế
Giữa hai đầu một vật có một hiệu điện thế
Phải có một vật dẫn
Phải có một nguồn điện
Kiến thức đã học
 
I.Bản chất dòng điện trong kim loại:
Electron tự do
+
+
+
Nguyên tử
-
-
-
-
+
Ion dương
Nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành ion dương
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
I.Bản chất dòng điện trong kim loại:
Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
I.Bản chất dòng điện trong kim loại:
Chuyển động nhiệt của các ion quanh vị trí cân bằng có thể phá hủy trật tự này.
Nhiệt độ càng cao,dao động nhiệt càng mạnh,mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
Thí nghiệm mô phỏng
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
I.Bản chất dòng điện trong kim loại:
Các electron tự do chuyển động hỗn loạn tạo thành khí electron choán toàn bộ thể tích của khối kim loại.
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
I.Bản chất dòng điện trong kim loại:
Khi không có điện trường ngoài thì các electron tự do chuyển động hỗn loạn trong khối kim loại.
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
I.Bản chất dòng điện trong kim loại:
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
I.Bản chất dòng điện trong kim loại:
Trong quá trình chuyển động có hướng của electron tự do, chúng va chạm với ion dương ở nút mạng tinh thể là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại.
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
-
E
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
I.Bản chất dòng điện trong kim loại:
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do,mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt.
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.
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ:
 
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ:
Điện trở suất (ở 20oC) và hệ số nhiệt điện trở
của một số kim loại tiêu biểu
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ:
Câu hỏi C1: Vì sao người ta chọn dây bạch kim (platin) để làm nhiệt kế điện trở dùng trong công nghiệp?
Trả lời: Vì bạch kim có điện trở suất lớn, nhiệt độ nóng chảy cao và không bị oxi hóa ở nhiệt độ cao.
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tưởng siêu dẫn:
Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ
Nhiệt độ ( K)
2200

1800

1400

1200

800

400

200

0
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn:
Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục.Đến gần 00K, điện trở của kim loại sạch đều rất bé.
Vật liệu siêu dẫn có điện trở giảm xuống đến bằng 0 khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc .
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn:
Câu hỏi C2: Vì sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn điện lại có thể duy trì lâu dài ? Có thể dung dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi không ?
Trả lời:
Vì điện trở của cuộn dây bằng không nên không có sự mất mát năng lượng trên cuộn dây, vì thế dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn có thể duy trì lâu dài.
Không thể dung dòng điện này làm cho động cơ chạy mãi được,vì khi động cơ làm việc có sự chuyển hóa từ điện năng của cuộn dây thành cơ năng của động cơ, nên năng lượng của cuộn dây mất dần.
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
IV.Hiện tượng nhiệt điện
Thí nghiệm: Dây đồng và dây constantan được hàn hai đầu lại với nhau.Một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao,một mối hàn giữ ở nhiệt thấp.Hiện tượng gì xảy ra?
T2
T1
nước đá
ngọn nến
dây constantan
dây đồng
V
Vôn kế
A
B
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
IV.Hiện tượng nhiệt điện
Thí nghiệm :
9
4
2
0
2
4
6
V
0:6 mV
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
IV.Hiện tượng nhiệt điện
Giải thích :
T1
T2
T1 = T2
T1 > T2
-
+
T1
T2
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
IV.Hiện tượng nhiệt điện
Kết luận :
Bộ 2 dây dẫn được hàn hai đầu với nhau được gọi là cặp nhiệt điện.  gọi là suất điện động nhiệt điện:
 = T(T1 – T2)
Trong đó: (T1 – T2 ) là hiệu nhiệt độ ở hai đầu nóng và lạnh; T là hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vào bản chất kim loại và vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện, đơn vị V.K-1.
Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau gọi là hiện tượng nhiệt điện.
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
Kiến thức cần nhớ
Hạt tải điện trong kim loại là các…………
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của…………
Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể làm cản trở chuyển động của các ………………., làm cho điện trở kim loại phụ thuộc vào ……………….. Nhiệt độ gần giá trị 0 K thì điện trở của kim loại sạch đều rất nhỏ.
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến …. khi ở nhiệt độ nhỏ hơn (hoặc bằng) nhiệt độ ………….
Cặp nhiệt điện là ……………………khác bản chất, hai đầu …………….. Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau, trong mạch có ……………….....................ξ = αT (T1 –T2) , αT là hệ số nhiệt điện động.


Bài 13
Dòng điện trong kim loại
electron tự do.
điện trường.
electron tự do.
nhiệt độ.
0.
tới hạn Tc
hai dây kim loại
hàn vào nhau
suất điện động nhiệt điện
Cám ơn thầy cô và các em học sinh!!!