Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Chào tập thể lớp
Chương III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
- Dòng điện trong kim loại.
- Dòng điện trong chất điện phân.
- Dòng điện trong chất khí.
- Dòng điện trong chân không.
- Dòng điện trong chất bán dẫn.
Giáo viên: Nguyễn Tấn Đời
Chương III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI
TRƯỜNG

Bài 13:
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG
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:
I – BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
Các ion dương kim loại được sắp xếp như thế nào?
1. Các ion dương liên kết trật tự tạo nên mạng tinh thể. Nhiệt độ càng cao, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
Ion
Electron tự do
Electron trong nguyên tử
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể
Proton
I – BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
?
Các electron tự do trong kim loại được tạo thành như thế nào?
I – BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
2. Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các electron tự do chuyển động hỗn loạn tạo thành khí electron tự do.
I – BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
Mô hình sợi dây kim loại và
các electron tự do bên trong
Nếu đặt vào kim loại một điện trường thì
electron sẽ chuyển động như thế nào?
I – BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
3. Khi đặt vào kim loại một điện trường ngoài thì các electron chuyển động ngược chiều điện trường tạo thành dòng điện.
Ion
Nút mạng tinh thể
I – BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
Nguyên nhân gây ra điện trở trong kim loại là gì?
4. Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của electron tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại.
I – BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
VẬY:
- Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện tốt.
- Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
II – SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ:
Hãy cho biết trong trường hợp nào thì dòng điện qua điện trở R tuân theo định luật Ôm? Tại sao?
* Thí nghiệm:
R
Trường hợp nhúng R vào nước thì dòng điện qua R tuân theo định luật Ôm. Vì điện trở R phụ thuộc vào nhiệt độ.
II – SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ:
- Điện trở suất của kim loại:
Trong đó:
+ ρ0 là điện trở suất ở t00C
+ α là hệ số nhiệt điện trở (K-1)
- Chuyển động nhiệt của nút mạng tinh thể cản trở chuyển động của hạt tải điện làm cho điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ.
II – SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ:
Sự biến thiên điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ
O
12
ρ
(10-8Ω.m)
1200
T(K)
Từ đồ thị các em có nhận xét gì khi nhiệt độ kim loại giảm dần về 0K? Giải thích?
III – ĐIỆN TRỞ KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN:
Do đó, nếu nhiệt độ giảm đến 0K thì điện trở của kim loại rất bé.
Nhiệt độ càng giảm, mạng tinh thể càng bớt mất trật tự nên sự cản trở của nó đến chuyển động của electron càng ít, nên điện trở suất của kim loại giảm theo nhiệt độ.
Nhiệt độ đến gần 0K, điện trở của kim loại rất nhỏ.
III – ĐIỆN TRỞ KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN:
O
12
ρ
(10-8Ω.m)
1200
T(K)
Vậy, điện trở suất của kim loại có thể giảm đến giá trị bằng 0 không? Khi đó, trong kim loại xảy ra hiện tượng gì?
Điện trở suất của kim loại có thể đột ngột giảm xuống bằng 0 khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn TC. Ta nói rằng vật liệu đó đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn.
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi nhiệt độ T≤TC



Nó được ứng dụng để tạo ra các nam châm điện có từ trường rất mạnh và trong tương lai có thể dùng để tải điện mà không hao phí điện năng.
IV – HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN:
Hiện tượng gì sẽ xảy ra khi dây kim loại có một đầu nóng và một đầu lạnh?
IV – HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN:
Cặp nhiệt điện là hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau.
Cặp nhiệt điện là gì?
Dây constantan
Dây đồng
Khi nhiệt độ hai mối hàn T1, T2 khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện:
Trong đó: αT là hệ số nhiệt điện động
IV – HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN:
Ứng dụng: dùng làm nhiệt kế nhiệt điện để đo nhiệt độ với độ nhạy và độ chính xác cao.
VẬN DỤNG:
Câu 1: Chọn câu đúng
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của:
A. Các ion dương cùng chiều điện trường.
B. Các ion âm ngược chiều điện trường.
C. Các electron tự do ngược chiều điện trường.
D. Các photon cùng chiều điện trường
VẬN DỤNG:
Câu 2: Chọn câu đúng
Các kim loại đều:
A. Dẫn điện tốt, có điện trở suất không thay đổi
B. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ
C. Dẫn điện tốt như nhau, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt dộ.
D. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt độ giống nhau.
HẸN GẶP LẠI
HẸN GẶP LẠI
MẾN CHÀO CÁC EM
CẢM ƠN CÁC EM HỌC SINH ĐÃ THEO DÕI
SAI RỒI
1
2
ĐÚNG RỒI
1
2