Bài 13. Dòng điện trong kim loại

BÀI 17:
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Nhóm 8-Lớp 11SN2
Dàn bài:
Khái quát tính chất vật lý và cấu tạo của kim loại (kiến thức lớp 10)
Electron tự do trong kim loại
Các tính chất điện của kim loại
Giải thích tính chất điện của kim loại
ÔN TẬP KIẾN THỨC LỚP 10
Kim loại là chất rắn kết tinh, có mạng tinh thể  đa tinh thể
Mạng tinh thể chỉ gồm các ion dương  các electron hoá trị chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể
Có tính đẳng hướng
Chuyển động nhiệt cuả các ion dương trong mạng tinh thể là sự dao động quanh 1 vị trí cân bằng xác định của mạng khi nhiệt tăng thì dao động mạnh lên
ELECTRON TỰ DO TRONG KIM LOẠI
Trong cấu tạo kim loại, các ion dương sắp xếp 1 cách tuần hoàn tạo nên mạng tinh thể
Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử, chuyển động hỗn loạn  electron tự do  khí electron tự do
Mật độ electron: số electron tự do trên 1 đơn vị thể tích
Các kim loại khác nhau thì mật độ electron khác nhau và luôn không đổi
ELECTRON TỰ DO TRONG KIM LOẠI
Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, các electron tự do chuyển động hỗn loạn  không tạo ra dòng điện
CÁC TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
Kim loại là chất dẫn điện tốt vì ρ rất nhỏ  σ = 1/ ρ rất lớn
Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ohm (nếu nhiệt độ kim loại được giữ không đổi)
Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt
Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ :
ρ = ρo [ 1 + α.(t – to) ]
GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
Bản chất dòng điện trong kim loại
Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại
Sự phụ thuộc của R vào nhiệt độ
Tác dụng nhiệt của dòng điện
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Khi đặt 1 hiệu điện thế vào 2 đầu vật dẫn kim loại, lực điện trường tác dụng lên electron tự do làm chúng chuyển động có hướng, ngược chiều điện trường  có sự dịch chuyển của các hạt tải điện  có dòng điện
BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Kết luận:

Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường

Mật độ hạt tải điện rất lớn khoảng 1028 nên kim loại dẫn điện tốt.
CHIỀU DÒNG ĐIỆN
e‑
DÒNG ĐIỆN TRONG DÂY DẪN KIM LOẠI
NGUYÊN NHÂN GÂY RA ĐIỆN TRỞ CHO KIM LOẠI
Các ion dương trong mạng tinh thể dao động nhiệt cản trở chuyển động có hướng của các electron tự do  lệch hướng
Các electron “va chạm” vào các chỗ mất trật tự của mạng tinh thể  điện trở của kim loại
Vận tốc chuyển động có hướng của electron tự do trong kim loại ≤ 0.2mm/s
Tốc độ lan truyền của điện trường rất lớn ≈ 300 000 km/s

SỰ “VA CHẠM”
SỰ PHỤ THUỘC CỦA R VÀO NHIỆT ĐỘ
Nhiệt độ tăng  ion dương dao động mạnh  biện độ dao động lớn  độ mất trật tự của mạng tinh thể tăng  càng cản trở chuyển động có hướng của electron tự do  ρ tăng
R = ρ.
S
ρ tăng  R tăng

R = Ro. [1 + α.(t – to)]
ℓ
Ứng dụng
Làm nhiệt kế điện trở
TÁC DỤNG NHIỆT CỦA DÒNG ĐIỆN
Các electron tự do chuyển động có gia tốc do tác dụng của lực điện trường  có động năng
Năng lượng trên được truyền cho mạng tinh thể khi “va chạm” vào những chỗ mất trật tự trong mạng  tăng nội năng
Động năng  nhiệt năng  dây dẫn kim loại nóng lên
CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE!!!
Nhóm 8:
Bùi Đình Thế Phiệt (15)
Trần Minh Anh Thơ (18)
Trần Đỗ Phương Uyên (24)