Bài 18. Hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng siêu dẫn

Hiện tượng nhiệt điện
hiện tượng siêu dẫn
1. Hiện tượng nhiệt điện
A
B
Dây đồng
Dây constantan
a. Cặp nhiệt điện. Dòng nhiệt điện
+ Thí nghiệm:
- Dụng cụ:
Dây đồng: ? = 0,8
Dây Constantan: ? = 0,8
Điện kế G
Đèn cồn
Cốc nước đá
A
Thí nghiệm 1: Giữ mối hàn A và mối hàn B ở cùng một nhiệt độ ( giả sử ở nhiệt độ phòng ).
T1 = T2 hay
B
Nhận xét: Kim điện kế G chỉ số 0
T1
T2
A
Thí nghiệm 2: Giữ mối hàn B ở nhiệt độ thường; đốt nóng mối hàn A bằng ngọn lửa đèn cồn.
0
B
Nhận xét: Kim điện kế G bị lệch đi
Giải thích sơ lược về sự xuất hiện suất điện động nhiệt điện
Hai kim loại khác nhau có mật độ electron khác nhau.
Gọi n1 là mật độ electron của kim loại A; n2 là mật độ electron của kim loại B ( giả sử n1>n2 )
Trong cùng thời gian số e từ A sang B nhiều hơn từ B sang A -> đầu B thừa e (nhiễm điện âm); đầu A thiếu e (nhiễm điện dương).
-> Hình thành hiệu điện thế UAB
Khi t1 = t2: UAB(M) = UAB(N) -> UMN = 0
Khi t1 > t2: UAB(M) = UAB(N) -> UMN > 0
t1
t2
B
A
M
N
A
Thí nghiệm 3: Đốt nóng mối hàn A; giữ mối hàn B trong cốc nước đá
0
B
Kết luận: Độ chênh lệch nhiệt độ giữa hai mối hàn A và B tăng thì cường độ dòng điện tăng.
+ 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 là hiện tượng nhiệt điện.
+ Dòng điện này được gọi là dòng nhiệt điện.
+ Suất điện động tạo nên dòng nhiệt điện trong mạch gọi là suất điện động nhiệt điện.
+ Dụng cụ cấu tạo như trên là cặp nhiệt điện.
b. Biểu thức của suất điện động nhiệt điện
Khi hiệu nhiệt độ T1 - T2 giữa hai mối hàn không lớn, suất điện động nhiệt điện tỉ lệ với hiệu nhiệt độ đó:
Trong đó:
hệ số nhiệt điện động (phụ thuộc vào vật liệu làm cặp nhiệt điện).
Đơn vị của là
Một số giá trị của hệ số nhiệt điện động với một số cặp kim loại
c. ứng dụng của cặp nhiệt điện
+ Nhiệt kế nhiệt điện: cặp nhiệt điện có thể đo nhiệt độ rất cao cũng như rất thấp.
+ Pin nhiệt điện: Ghép nhiều cặp nhiệt điện được một nguồn điện gọi là pin nhiệt điện
Hiệu suất của pin nhiệt điện khoảng 0,1%
C
b
a
2`
2
mV
1
2. Hiện tượng siêu dẫn
Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó, điện trở của kim loại (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không -> HIấ?N TUO?NG SIấU D�~N
-> kim loa?i hoa?c ho?p kim co? ti?nh dõ~n diờ?n.
c. ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn
+ Chế tạo ra những nam châm điện có cuộn dây bằng vật liệu siêu dẫn.
ưu điểm: - Tạo ra từ trường mạnh trong một thời gian dài
- Không hao phí năng lượng vì toả nhiệt.
+ Chế tạo các đường dây cáp siêu dẫn trong việc truyền tải điện năng đi xa.

ưu điểm: - Không tổn hao năng lượng do không có điện trở.
- Tiết kiệm vật liệu chế tạo.
Tàu hoả trên đệm từ
Tàu hoả đệm từ ở Nhật Bản đạt tốc độ kỉ lục 516 km/h
Cần cẩu sử dụng nam châm điện với cuộn dây siêu dẫn
Động cơ sử dụng các cuộn dây siêu dẫn