Bài 17. Dòng điện trong kim loại

I. Các tính chất của kim loại

• Kim loại là chất dẫn điện tốt.
• Điện dẫn suất σ = 1/ρ của chúng rất lớn.
• Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm (nếu nhiệt độ kim loại được giữ không đổi).
• Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
• Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ.
ρ = ρ0 [1+ α ( t – t0 )] ρ0 : điện trở suất ở t0 (oC)
α* : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
*hệ số α còn phụ thuộc vào nhiệt độ, độ sạch và chế độ gia công vật liệu

Điện trở suất , hệ số
nhiệt điện trở của một số kim loại
Các kim loại thể rắn có cấu trúc mạng tinh thể.
Trong kim loại, các nguyên tử bị mất các electron
hóa trị trở thành các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.

II. Electron tự do
Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử, chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể gọi là các electron tự do. Chúng tạo thành khí electron tự do choáng toàn bộ thể tích kim loại.
Các kim loại khác nhau có mật độ e khác nhau và không đổi.

Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, chuyển động hỗn loạn của các e tự do không tạo ra dòng điện trong kim loại.

III.Giải thích tính chất của kim loại
Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường.
Mật độ tải điện (electron tự do) trong kim loại rất lớn, vào cỡ mật độ nguyên tử kim loại.
Kim loại dẫn điện tốt.

III.Giải thích tính chất của kim loại
Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại đã cản trở chuyển động có hướng của các electron tự do, làm cho chuyển động của electron bị lệch hướng.
Đó là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại
Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng.
Các electron chuyển động có gia tốc do tác dụng của lực điện trường và thu được 1 năng lượng xác định. Năng lượng chuyển động có hướng truyền 1 phần cho mạng tinh thể kim loại, làm tăng nội năng của kim loại.
Như vậy, năng lượng chuyển động có hướng của các electron tự do đã chuyển thành nội năng của kim loại tức là chuyển hóa thành nhiệt.
Dây dẫn kim loại nóng lên khi có dòng điện chạy qua.
?ng d?ng
TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Câu nào sai:
A. Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do.
B. Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm
nếu nhiệt độ trong kim loại được giữ không đổi.
C. Hạt tải điện trong kim loại là ion.
D. Dòng điện qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt
Câu 2: Câu nào đúng? Khi nhiệt độ của dây kim
loại tăng, điện trở của nó sẽ:
A. Giảm đi
B. Không thay đổi
C. Tăng lên
D. Ban đầu tăng theo nhiệt độ sau đó giảm dần
Câu 3: Hệ số nhiệt điện trở của kim loại có giá trị
dương hay âm phụ thuộc những yếu tố nào:
Có giá trị dương và chỉ phụ thuộc nhiệt độ của kim
loại.
B. Có giá trị dương và chỉ phụ thuộc độ tinh khiết của
kim loại.
C. Có giá trị dương và chỉ phụ thuộc vào chế độ gia
công của kim loại.
D. Có giá trị dương và phụ thuộc cả 3 yếu tố trên.
Câu 4: Trong điều kiện nào cường độ dòng điện
trong dây dẫn kim loại tuân theo định luật Ôm:
Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại có cường độ
rất lớn.
B. Dây dẫn kim loại có nhiệt độ không đổi
C. Dây dẫn kim loại có nhiệt độ tăng dần.
D. Dây dẫn kim loại có nhiệt độ rất thấp, xấp xỉ bằng
độ không tuyệt đối.
Câu 5: Hệ số nhiệt điện trở ? của kim loại phụ
thuộc những yếu tố nào?
A. Chỉ phụ thuộc khoảng nhiệt độ.
B. Chỉ phụ thuộc độ sạch ( hay độ tinh khiết ) của
kim loại
C. Chỉ phụ thuộc chế độ gia công của kim loại.
D. Phụ thuộc cả 3 yếu tố nêu trên.