Dòng điện trong các môi trường

Dòng điện trong các môi trường
Chương V
KÍNH CHÀO QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN
LỊCH SỬ VỀ DÒNG ĐIỆN
Chất khí
Chất bán dẫn
Kim loại
Dòng điện trong
Chân không
Chất điện PHA�n
V?t bán d?n transidos
M?ch dđi?n t?
B? l?c vi sinh chân không
Máy cô đặc chân không
Ống chân không 3 cực là thiết bị dùng để khuếch đại tín hiệu còn gọi là đèn điện tử
B?ch kim
B?c
D?ng
Nhôm
Manganin
S?t
Bài 27:
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
VÀ THUYẾT ELECTRON
VỀ TÍNH DẪN ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
ÔN LẠI BÀI CŨ
Dòng điện là gì?
Dòng điện trong kim loại là gì ?
+ Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích.
+ Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do.
NỘI DUNG BÀI
?III. GIẢI THÍCH TÍNH CHẤT ĐIỆN CỦA KIM LOẠI BẰNG THUYẾT ELECTRON TỰ DO
I.TÍNH CHẤT ĐIỆN CHUNG CỦA KIM LOẠI
II. THUYẾT ELECTRON VỀ TÍNH
DẪN ĐIỆN CỦA KIM LOẠI
Một số câu hỏi
?0: điện trở suất ở t0(0C). (thường là 200C)
? :hệ số nhiệt điện trở.
I. TÍNH CHẤT ĐIỆN CHUNG CỦA KIM LOẠI
Một số câu hỏi
?0: điện trở suất ở t0(0C). (thường là 200C)
? :hệ số nhiệt điện trở.
Độ lớn điện trở suất của kim loại nằm trong miền: 10-8 10-7 (?.m)
Các kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau và mật độ electron tự do khác nhau. Do đó, tác dụng ngăn cản chuyển động có hướng của các electron tự do trong mỗi kim loại cũng khác nhau. Đó là lí do khiến cho điện trở suất của các kim loại khác nhau thì khác nhau.
Độ lớn điện trở suất của kim loại nằm trong miền nào và có giống nhau không ? Tại sao?
Hệ số nhiệt điện trở đặc trưng cho sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ.
Hệ số nhiệt điện trở của kim loại luôn dương .
Manganin là hợp kim đặc biệt có hệ số nhiệt điện trở rất nhỏ. Hợp kim này được dùng để chế tạo các cuộn dây điện trở chuẩn mà trị số điện trở hầu như không thay đổi trong quá trình sử dụng. Do đó, xét tính chất điện thì ta có thể xem nó là kim loại vì nó dẫn điện tốt ngay cả khi nhiệt độ tăng.
Nhận xét:
Kim loại là chất dẫn điện tốt
+ Trong kim loại có những hạt nào mang điện, tại sao lại nói electron là hạt tải điện?
+Trong nguyên tử kim loại có hai loại hạt mang điện là : các hạt ion và các hạt electron.
+Có thể kết luận các electron dẫn điện trong kim loại là các electron tự do vì chỉ có các electron tự do mới có thể di chuyển và mang theo điện tích .
Nhận xét :Hạt tải điện trong kim loại là hạt electron
+ Tại sao có tể kết luận các electron dẫn điện là các electron tự do?
Thí nghiệm kiểm tra dòng điện chạy trong dây kim loại có tuân theo định luật Ohm hay không ?
V
R
A
RV
K
_
+
Khi nhiệt độ của điện trở R không đổi thì U = RI.Đồ thị có dạng như hình vẽ:
V
R
A
RV
K
_
+
Dòng điện I tuân theo định luật Ohm
V
R
A
RV
K
_
+
Khi nhiệt độ của điện trở R tăng thì đồ thị có dạng như hình vẽ:
Như vậy điện trở của kim loại tăng theo nhiệt độ.
Kết quả thí nghiệm:
Ta có:
Nên:
Nhận xét:
Thí nghiệm chứng tỏ điện trở suất ? của kim loại phụ thuộc nhiệt độ theo hàm bậc nhất:
Ngoài ra hệ số nhiệt điện trở ? còn phụ thuộc vào độ sạch và chế độ gia công vật liệu.
I. TÍNH CHẤT ĐIỆN CHUNG CỦA KIM LOẠI
Hạt tải điện trong kim loại là electron.
Khi nhiệt độ không đổi, dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ohm.
Kim loại là chất dẫn điện tốt.
Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ .
II. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
1. Nội dung của thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
a/* Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hoá trị trở thành các ion dương.
* Các ion dương liên kết với nhau một cách tuần hoàn, trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại
* Điểm mất trật tự của mạng tinh thể là điểm mà tính tuần hoàn và trật tự bị vi phạm.
b/* Các electron hoá trị(electron) sau khi tách ra khỏi nguyên tử sẽ chuyển động hỗn loạn trong tinh thể.
* Vận tốc u ? 106m/s và ít phụ thuộc vào nhiệt độ.
* Chuyển động này không sinh ra dòng điện.
* Chuyển động trôi của electron tạo ra dòng điện, song vtr << u nên vận tốc tổng cộng của electron xem như vẫn là u.
e//* Hệ số tỉ lệ giữa độ lớn của vận tốc trôi vtr với cường độ điện trường E gọi là độ linh động �n của electron:


Độ linh động của hạt tải điện là một đại lượng vật lí có giá trị bằng vận tốc trôi của hạt tải điện khi điện trường bằng 1V/m. đơn vị của nó là m2/V.s.
g//* Mỗi khi va chạm electron truyền năng lượng mà nó nhận từ điện trường trong quãng đường bay tự do cho mạng tinh thể dưới dạng nhiệt.
II. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
2. Biểu thức của điện dẫn suất ? c?a kim loại
? :điện trở suất
e :điện tích nguyên tố
n :mật độ êlectrôn
:điện dẫn suất
?n :độ linh động
? : (?.m) -1 hay simen
e = 1,6.10 -19 C
n : mật độ electron(electron/m3).
�n : độ linh động (m2/V.s).
CÁC ĐƠN VỊ
III.Gi?i thích tính ch?t đi?n c?a kim lo?i b?ng thuy?t electron t? do
M?t độ hạt tải điện trong kim loại n rất lớn, vào cỡ mật độ nguyên tử kim lọai (1028/m3) vì thế kim loại dẫn điện rất tốt.
Khi nhiệt độ không đổi, đọ� mất trật tự của tinh thể kim loại không đổi. Vận tốc của chuển động nhiệt hỗn loạn của electron rất lớn so với vận tốc trôi nên không phụ thuộc cường độ điện trường E. kết quả là độ linh động �n không đổi, tức là R = hằng số và không phụ thuộc cường độ điện trường. Vì vậy, dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ohm.
CÁM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý THEO DÕI