Bài 13. Dòng điện trong kim loại

DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Chương 3:
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
BÀI 13
Bài 13 - DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
KIM LOẠI
CHẤT ĐIỆN PHÂN
CHÂN KHÔNG
BÁN DẪN
CHẤT KHÍ
a/ Kim loại ở thể rắn có cấu trúc mạng tinh thể gồm: ion dương nằm tại các nút mạng, các electron tự do chuyển động xung quanh.
Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
b/ Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử tạo thành các electron tự do với mật độ không đổi.

Ở điều kiện bình thường, electron tự do chuyển động hỗn loạn nên chưa tạo thành dòng điện.
c/ Khi có điện trường ngoài E, e chuyển động có hướng ngược chiều điện trường tạo thành dòng điện
E
d/ Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại: sự mất trật tự của mạng tinh thể.
Nhiệt độ càng cao, điện trở của kim loại càng tăng
 Dẫn điện kém hơn
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường
Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Mật độ của các e rất lớn nên kim loại dẫn điện tốt.
Điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ t:
Trong đó:
0 là điện trở suất ở t0oC (thường lấy 20oC) (Ωm)

α là hệ số nhiệt điện trở (K- 1)
Điện trở của kim loại ở nhiệt độ t:
ρ là điện trở suất (Ωm)
Với: R0 là điện trở của kim loại ở nhiệt độ t0oC
Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở suất của kim loại giảm đột ngột xuống 0 khi nhiệt độ thấp hơn 1 nhiệt độ tới hạn TC
Khi T < TC : ρ=0  R=0
Ví dụ: đối với Nhôm: khi hạ nhiệt độ xuống nhỏ hơn Tc=1,19 K = -272 oC thì Nhôm trở nên siêu dẫn
Dòng điện chạy trong vật dẫn ở trạng thái siêu dẫn thì không tỏa nhiệt
V
T2
T1
nước đá
ngọn nến
dây constantan
dây đồng
Cặp nhiệt điện là 2 dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn với nhau.
Khi nhiệt độ 2 mối hàn khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện
αT là hệ số nhiệt điện động (V. K- 1), phụ thuộc vào bản chất kim loại và vật liệu dùng làm cặp nhiệt điện.
ξ = αT (T1 –T2)
(T1 – T2 ) là hiệu nhiệt độ ở hai đầu nóng và lạnh
Pin nhiệt điện
Nhiệt kế nhiệt điện
mV
nhiệt điện kế
a
b
hai dây a, b được đặt trong ống sứ để bảo vệ cho mối hàn 1 tránh tác dụng hoá học.
1
1. Ở 200C điện trở suất của bạc là 1,62.10-6 Ωm. Biết hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10-3 K-1. Hỏi ở 330K thì điện trở suất của bạc là bao nhiêu?
2. Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số αT =65µV/K, được đặt trong không khí ở 200C, mối hàn kia đun nóng ở 2320C. Tính suất điện động của cặp nhiệt điện.
BÀI TẬP