Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Chào mừng các thầy cô
về dự giờ thăm lớp
Nguyễn Thị Hoa
THPT Bình Minh, Kim Sơn, Ninh Bình
Hỏi bài cũ
Câu 1: Nêu định nghĩa dòng điện. Trình bày các điều kiện để có dòng điện qua một vật dẫn?
- Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện.
- Điều kiện có dòng điện qua vật dẫn:
+ Vật dẫn có chứa hạt tải điện
(hạt mang điện tự do)
+ Hiệu điện thế đặt vào 2 đầu vật dẫn, tạo điện trường để hạt tải điện chuyển động thành dòng.
Bài 13
Dòng điện trong kim loại
Nguyên tử
e tự do
Ion dương
Mô hình mạng tinh thể đồng
Nhiệt độ càng cao, dao động càng mạnh, mạng tinh thể càng mất trật tự
Nguyên tử mất e
Ion dương: dao động xung quanh nút mạng
e tự do chuyển động hỗn loạn thành khí e tự do nằm trong khối kim loại

Nguyên nhân nào gây ra điện trở của kim loại?
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
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 KL.
-
- Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do.

Mật độ e tự do trong kim loại là rất lớn nên kim loại dẫn điện tốt.

Bản chất dòng điện trong kim loại
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường

Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ
Nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng
ρ = ρ0 {1 + α (t – t0}
Trong đó:
ρ (Ω.m) là điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ t.
ρ0 là điện trở suất ở nhiệt độ t0
α (K-1) là hệ số nhiệt điện trở
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

Khi nhiệt độ của kim loại giảm thì điện trở thay đổi như thế nào?
Điện trở của một cột thủy ngân phụ thuộc vào nhiệt độ
T ≤ 4K thì R = 0 Ω
- T = 4K gọi là nhiệt độ tới hạn. Ký hiệu Tc
- Khi T ≤ TC thì R = 0 Ω gọi là hiện tượng siêu dẫn.
Trong đó:
E = ?T { T1 - T2}
E su?t di?n d?ng nhi?t di?n (V)
?T (K-1) h? s? nhi?t di?n tr?
T1: nhi?t d? d?u núng (0C, ho?c K)
T2: nhi?t d? d?u l?nh (0C, ho?c K)
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới
Dây siêu dẫn nhiệt độ cao thế hệ 2 (2G) có chiều rộng 4cm (công ty American Superconductor sản xuất).
Ứng dụng thành công lớn nhất hiện nay của chất siêu dẫn là trong lĩnh vực giao thông, cụ thể là các con tàu có thể “lướt” trên đệm từ trường. Vào tháng 12 năm 2003, tàu Yamanashi MLX01 đã được thử nghiệm với vận tốc 581km/giờ.
Cặp nhiệt điện
- Cấu tạo: Hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau thành mạch kín
Đồng
Constantan
KIẾN THỨC CẦN NHỚ
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bài 13
Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
Điện trở suất của KL tăng gần đúng theo hàm bậc nhất với nhiệt độ: ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
Hiện tượng siêu dẫn: điện trở của KL đột ngột giảm xuống đến 0 khi T ≤ TC (nhiệt độ tới hạn)
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau thành mạch kín. Khi T1 ≠ T2 trong mạch có suất điện động nhiệt điện ξ = αT (T1 –T2) , αT là hệ số nhiệt điện động.
Câu 1: Hạt tải điện trong kim loại là
B)
electron tự do. (e hóa trị)
Câu 2: Tất cả kim loại đều:
B)
Dẫn điện tốt, có ρ thay đổi theo nhiệt độ
C)
Dẫn điện như nhau, có ρ thay đổi theo nhiệt độ
D)
ion dương và electron tự do.
Câu 3: Một sợi dây bằng nhôm có điện trở 120Ω ở nhiệt độ 200C, điện trở sợi dây đó ở 1790C là 204Ω. Hệ số nhiệt điện trở của nhôm là:
A. 4,8.10-3 K-1
D. 4,4.10-3 K-1
C. 4,3.10-3 K-1
B. 4,1.10-3 K-1