Bài 13. Dòng điện trong kim loại

TRƯỜNG THPT hoµng v¨n thô
trường trung học phổ thông hoàng văn thụ
giáo viên: nguyễn thị vui
Tiết 25: Dòng điện 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
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
IV. Hiện tượng nhiệt điện
chương III: Dòng điện trong các môi trường
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
1.Trong kim loại các nguyên tử bị mất các e hoá trị và trở thành ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt của các ion càng mạnh, tinh thể càng trở nên mất trật tự.
2.Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành (e) tự do với mật độ không đổi. Chúng chuyển động hỗn loạn t¹o thành khí electron tự do chiếm toàn bộ thể tích cña khèi kim loại nhưng chưa tạo thành dòng điện.
Trong kim loại khi các nguyên tử bị mất eletron thì các nguyên tử sẽ như thế nào? các eletron tác ra khỏi nguyên tử ra sao?
Mô hình mạng tinh thể đồng
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
Khi đặt vào kim loại một điện trường thì sẽ có hiện tượng gì?
Qua đây em hãy cho biết hạt tải điện trong kim loại là gì?
Kết luận: Dòng điện trong kim loại là dòng
chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường
Thuyết (e) về tính dẫn điện của kim loại cho thấy hạt tải điện trong kim loại là êletron tự do
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
Bản chất của dòng điện trong kim loại là gì?
Tại sao kim loại là môi trường dẫn điện tốt nhất
Mật độ (e) trong kim loại rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt
Các loại mất trật tự thường gặp:
+Chuyển động nhiệt của các ion dương trong mạng tinh thể
+Sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học
+Do sự xuất hiện các nguyên tử lạ trong kim loại
Nguyên nhân nào gây ra điện trở kim loại?
Do sự mất trật tự của mạng tinh thể làm cản trở chuyển động của (e)
Giải thích hiện tượng toả nhiệt ở vËt dÉn khi có dòng điện chạy qua?
Các e trong quá trình chuyên động tương tác với các nút mạng, truyền động năng cho nút mạng, làm dao động của mạng tinh thể càng mạnh gây hiện tượng tỏa nhiệt.
- Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật ôm.
Mô hình mạng tinh thể đồng
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
Tiết 25: Dòng điện 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, chuyÓn ®éng nhiÖt cña c¸c iôn dương trong mạng tinh thể kim loại như thế nào? ®iÖn trë cña nã ra sao?
Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các ion dương trong mạng tinh thể tăng, làm cho điện trở của kim loại tăng
Trong đó : + ρ0 là điện trở suất ở t00C ( thường lấy lµ 200C) + α là hệ số nhiệt điện trở, đơn vị là K-1
+ ρ lµ ®iÖn trë ë t0C
Hệ số nhiệt điện trở của mỗi kim loại không những phụ thuộc vào nhiệt độ, mà còn cả độ sạch và chế độ gia công vật liệu.
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
III. điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Khi nhiệt độ giảm điện trở của kim loại sẽ ntn? giải thích?
Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng một số kim loại có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn (TT(K)
R
Tc
O
Kammerlingh Onnes (1853 – 1926)
Nhà vật lý Hà Lan, giải Nôben 1913.
Sự biến thiên điện trở
của thủy ngân theo nhiệt độ
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
III. điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Nhiệt độ tới hạn của chất siêu dẫn
ứng dụng:
Chế tạo nam châm điện có cuộn dây bằng chất siêu dẫn, có thể tạo ra từ trường mạnh trong một thời gian dài mà không hao phí năng lượng
T1
T2
T1 = T2
T1 > T2
-
+
T1
T2
Xét một dây
dẫn kim loại:
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
IV. hiện tượng nhiệt điện
* Êlectron khuếch tán từ đầu nóng qua đầu lạnh làm đầu nóng tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
IV. hiện tượng nhiệt điện
*Cặp nhiệt điện:
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau, hai mèi hµn ®­îc gi÷ ë hai nhiÖt ®é kh¸c nhau.
* Suất điện động nhiệt điện:
Tiết 25: Dòng điện trong kim loại
IV. hiện tượng nhiệt điện
*ứng dụng:
- Nhiệt kế nhiệt điện
- Pin nhiệt điện
Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau gọi là hiện tượng nhiệt điện
I-BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI.
II-SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ.
+Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới tác dụng của điện trường.
III-ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN.
+Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng một số kim loại có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn (TIV-HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
+Bộ hai dây dẫn kim loại khác bản chất hàn hai đầu vào nhau gọi là cặp nhiệt điện.
+Khi nhiệt độ hai mối hàn T1 và T2 khác nhau, trong mạch xuất hiện suất điện động nhiệt điện:  = T (T1 – T2 )
Với T là hệ số nhiệt điện động đ/v VK-1
củng cố
Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau gọi là hiện tượng nhiệt điện

Tàu đệm từ
Tàu đệm từ
1
2
3
4
5
8 chữ
10 chữ
8 chữ
3 chữ
9 chữ
I
N
U
Chìa Khoá
Ê L E C T R O N
D Ẫ N Đ I Ệ N T Ố T
C Ô N G S U Ấ T
J U N
T Á C D Ụ N G T Ừ
Hạt mang điện tự do trong kim loại.
Tính chất điện đặc trưng của kim loại.
Đại lượng đặc trưng cho tốc độ
sinh công của dòng điện
Tên nhà vật lý người Anh dùng thực nghiệm tìm
ra định luật bảo toàn và chuyển hóa năng lượng
Tác dụng đặc trưng của dòng điện.
6
Hiện tượng điện được phát hiện năm
1911 do nhà vật lý người Hà Lan
S
Ê
D
Â
S I Ê U D Ẫ N
Câu 1: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ:
A. Giảm đi.
B. Không thay đổi.

D. Ban đầu tăng lên theo nhiệt độ nhưng sau đó lại giảm dần.
C. Tăng lên.
Câu 2: Hạt tải điện cơ bản trong kim loại là:

B. Các iôn âm
C. Các iôn dương
D. Các nguyên tử
A. Các electron tự do chuyển động trong mạng tinh thể kim loại.