Bài 13. Dòng điện trong kim loại

CHƯƠNG 6 :
DÒNG ĐIỆN TRONG
CÁC MÔI TRƯỜNG
Bài 1 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

I-/ Cấu trúc tinh thể kim loại :
- Các electron ở tầng ngoài cùng của ngyên tử kim loại dể mất liên kết với nhân để trở thành electron tự do
- Trong tinh thể kim loại các ion dương nằm ở nút mạng tinh thể ,còn các electron chuyển động tự do hổn loạn trong tinh thể
Vậy : Hạt mang điện tự do trong kim loại là các electron tự do


I

II-/ Bản chất dòng điện trong kim loại :
*Khi không có điện trường ngoài :
các electron chuyển động nhiệt hổn loạn nên không tạo ra dòng điện
*Khi có điện trường ngoài :
các electron thu chuyển động có hướng ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện

Vậy: Bản chất của dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron ngược chiều với điện trường ngoài
@ LƯU Ý :
Vận tốc của elctron trong kim loại khoảng 0,2 mm/s rất nhỏ so với vận tốc truyền tương tác của dòng điện ( 300.000 km/s)


III-/ Giải thích nguyên nhân gây ra điện trở và toả nhiệt trong kim loại :
*Các electron chuyển động hổn loạn sẽ va chạm vào các ion dương ở nút mạng tinh thể.Sự va chạm nầy gây ra điện trở trong kim loại
*Đối với mỗi kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau ,làm va chạm khác nhau nên điện trở suất cũng khác nhau
*Nhiệt độ của kim loại càng cao thì chuyển động hổn loạn càng tăng nên va chạm tăng làm cho điện trở tăng
*Khi có dòng điện qua kim loại ,chuyển động có hướng của electron kích thích ion dương ở mạng tinh thể dao động mạnh làm cho nhiệt độ tăng lên ( toả nhiệt )


IV-/ Dòng nhiệt điện ;

1)Cặp nhiệt điện : là 2 kim loại khác nhau được hàn ở 2 đầu và 2 mối hàn được đặt vào 2 nguồn nhiệt khác nhau






mA
Khi đặt 2 mối hàn vào 2 nguồn nhiệt khác nhau thì suất hiện suất điện động nhiệt điện làm lệch kim điện kế .
Độ chênh lệch nhiệt độ càng cao thì suất điện động nhiệt điện càng lớn
Thí dụ :
Với độ chênh lệch nhiệt độ t = 1000C
cặp đồng – congxtan : E = 4 mV
cặp Bixmut – stibi : E = 11mV

2)Giải thích :
Hai kim loại khác nhau nên nơi hàn có hiện tượng khếch tán electron qua lại giửa 2 kim loại gây ra 1 hiệu thế tiếp xúc U và U/ ở 2 mối hàn

t1
U
U/
t2
- Khi nhiệt độ 2 mối hàn bằng nhau : U = U/ không gây ra dòng nhiệt diện
- Khi nhiệt độ 2 mối hàn chênh lệch : U  U/ gây ra dòng nhiệt điện. Độ chênh lệch nhiệt độ càng cao thì dòng nhiệt điện càng lớn


3) Ứng dụng của cặp nhiệt điện :
* Để sử dụng được dòng nhiệt điện ta phải dùng rất nhiều cặp nhiệt điện và phải ghép nối tiếp nhau
* Cặp nhiệt điện được dùng làm nhiệt kế để đo những nhiệt độ cao hoặc rất thấp với độ chính xác cao