Bài 13. Dòng điện trong kim loại

Chương III
dòng điện trong các môi trường
BÀI 13 . DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Giáo viên : Nguyễn Việt Dũng
GIỚI THIỆU CHƯƠNG
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
1. Dòng điện trong kim loại
2. Dòng điện trong chất điện phân
3. Dòng điện trong chất khí
4. Dòng điện trong chân không
5. Dòng điện trong chất bán dẫn
DÒNG ĐIỆN LÀ GÌ ?
LÀ DÒNG CHUYỂN DỜI CÓ HƯỚNG CỦA CÁC HẠT MANG ĐIỆN
Dòng điện trong kim loại là dòng của các
electron tự do
- e tự do từ đâu mà có ?
- các e "tự do" dịch chuyển như thế nào ở trong kim loại
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
a) Cấu tạo chung của kim loại
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
a) Cấu tạo chung của kim loại
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
a) Cấu tạo chung của kim loại
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
a) Cấu tạo chung của kim loại
ξ , r
K
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
a) Cấu tạo chung của kim loại
K
ξ , r
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
- e tự do là các e hoá trị liên kết lỏng lẻo với hạt nhân, dễ dàng tách ra để di chuyển tự do trong mạng tinh thể
- Khi có điện trường ngoài các e này dịch chuyển có hướng ngược chiều điện trường tạo thành dòng điện
- Các i-on ở nút mạng dao động gây cản trở sự di chuyển của e. Đó là nguyên nhân phát sinh điện trở
Kết luận : dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các eleectron tự do dưới tác dụng của điện trường
- Mật độ của electron tự do trong kim loại rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
ρ = ρ0[1 + α(t - t0) ]
ρ0 điện trở suất ở t0 (0C)
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
ρ = ρ0[1 + α(t - t0) ]
ρ0 điện trở suất ở t0 (0C)
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
Ví dụ : Tính điện trở của một dây dẫn bằng đồng dạng hình trụ dài 5 (m), tiết diện 0,1 mm2 ở 500C ?
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
Nhiệt độ rất thấp
Thuỷ ngân : TC = 4,15 (K) = -2690C
Chì : TC = 7,19 (K) = -265,80C
Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở suất của kim loại giảm đột ngột về không khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ giới hạn TC (ứng với mỗi kim loại)
Khi trạng thái siêu dẫn xuất hiện thì nhiều tính chất của kim loại (như từ tính, nhiệt dung .... ) cũng thay đổi
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Thí nghiệm
Vôn kế
Nước đá
Ngọn nến đang cháy
Dây constantan
Dây đồng
+
-
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Giải thích
T1
T2
T1 > T2
+
-
electron dịch chuyển về phía đầu có nhiệt độ thấp
ξ = αT(T1 - T2)
αT là hệ số nhiệt điện động (V.K-1) phụ thuộc vào bản chất của cặp kim loại làm cặp kim loại làm cặp nhiệt điện
BÀI 13. DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
ξ = αT(T1 - T2)
αT là hệ số nhiệt điện động (V.K-1) phụ thuộc vào bản chất của cặp kim loại làm cặp kim loại làm cặp nhiệt điện
Suất điện động của cặp nhiệt điện
ứng dụng : làm nhiệt kế nhiệt điện