Bài 13. Dòng điện trong kim loại

CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Bản chất dòng điện trong các môi trường: kim loại, chất điện phân, chân không, không khí, bán dẫn.
Ứng dụng của dòng điện trong các môi trường.
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
* Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bài 13:
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
Mô hình mạng tinh thể đồng
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
* Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hóa trị sẽ trở thành các ion dương
- Các ion dương dao động nhiệt quanh cácvị trí cân bằng xác định (các nút mạng). Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
* Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do với mật độ n lớn nên kim loại dẫn điện tốt.
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
- Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bài 13:
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Các electron chuyển động hỗn loạn, chưa tạo thành dòng điện (đèn chưa sáng).
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bài 13:
NỘI DUNG BÀI HỌC
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Các electron chuyển động có hướng, tạo thành dòng điện (đèn sáng).
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Hỗn loạn
không ngừng
Có hướng
Có dòng điện
Không có
dòng điện
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường ngoài.
Kết luận:
* Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại:
Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là do sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại
+ Dao động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể
+ Sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học
+ Có nguyên tử lạ lẫn trong kim loại
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
- Khi nhiệt độ tăng, các electron và các ion dương trong mạng tinh thể kim loại chuyển động như thế nào?
- Khi đó mạng tinh thể kim loại sẽ như thế nào?
=> Mạng tinh thể kim loại càng trở nên mất trật tự hơn
=> Điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng
=> Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của
kim loại tăng.
I. Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II. Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
* 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)
Trong đó:
* 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
I. Bản chất của 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
I. Bản chất của 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
TC : Nhiệt độ tới hạn của chất siêu dẫn
Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn
I. Bản chất của 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
*Ứng dụng hiện tượng siêu dẫn
- Chế tạo nam châm điện có từ trường mạnh.
- Truyền tải điện năng – giảm hao tổn năng lượng.
9
4
2
0
2
4
6
V
0:6 mV
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
I. Bản chất của 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
T1
T2
T1 = T2
T1 > T2
-
+
T1
T2
Xét một dây dẫn kim loại:
I. Bản chất của 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
* Electron khuếch tán từ đầu nóng qua đầu lạnh làm đầu nóng tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm
Tồn tai một hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của dây dẫn.
I. Bản chất của 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
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 suất hiện suất điện động.
* Suất điện động nhiệt điện:
T1 : nhiệt độ ở đầu nóng (K)
* Ứng dụng:.
T2 : nhiệt độ ở đầu lạnh (K)
- Nhiệt kế nhiệt điện
* Cặp nhiệt điện
- Pin nhiệt điện
vận dụng
Câu 1: Hạt tải điện trong kim loại là
A-ion dương.
C-ion âm D-ion dương và e tự do
Câu 2: Đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế thì:
A-e tự do sẽ chuyển động hỗn loạn.
B-Tất cả các e trong kim loại sẽ chuyển động cùng chiều điên trường.


D-Tất cả các e trong kim loại sẽ chuyển động ngược chiều điên trường.
Câu 3: Ở 200C điện trở suất của bạc là 1,62.10-8 m. Biết hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10-3K-1. Ở 330K thì điện trở suất của bạc là:
C.3,812.10-8 m
B.3,679.10-8 m D.4.151.10-8 m
B-electron tự do.
C-Tất cả các e tự do trong kim loại sẽ chuyển động ngược chiều điên trường.
A.1,866.10-8 m.
B-electron tự do.
C-Tất cả các e tự do trong kim loại sẽ chuyển động ngược chiều điên trường.
A.1,866.10-8 m.
Giao nhiệm vụ về nhà
+Làm bài tập SGK từ bài 5 đến bài 9 trang 78.
+Chuẩn bị bài “Dòng điện trong chất điện phân”
Tàu đệm từ
Tàu đệm từ
Kammerlingh Onnes (1853 – 1926)
Nhà vật lý Hà Lan, giải Nôben 1913.