DONG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

KÍNH CHÀO QUÝ THẦY CÔ
CÙNG CÁC EM HỌC SINH
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI .
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN.
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ.
DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG.
DÒNG DIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN
BÀI 13 - TIẾT 23: 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
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Text in
here
Dòng điện là gì?
chuyển dời có hướng
các hạt mang điện
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Ion dương
Electron tự do
Electron trong nguyên tử
Nguyên tử
Proton
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Mang tinh thể kim cương
Cấu trúc mạng tinh thể sắt Fe
Cấu trúc mạng tinh thể lập phương tâm mặt của vàng
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Mô hình mạng tinh thể đồng
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Mô hình mạng tinh thể đồng
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các iôn dương.

Các iôn dương dao động nhiệt quanh các vị trí cân bằng xác định, và liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.

Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do với mật độ n không đổi.

BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
1. Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại
Hãy quan sát và rút ra nhận xét
Không có điện trường ngoài
Có điện trường ngoài
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Chuyển động hỗn loạn
không ngừng
Có hướng
Có dòng điện
Không có
dòng điện
KHÔNG CÓ ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI
CÓ ĐIỆN TRƯỜNG NGOÀI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
2. Bản chất dòng điện trong kim loại
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường .
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bản chất của dòng điện trong kim loại là gì?
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
3. Điện trở của kim loại
Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của các electron tự do , là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
I
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
4. Ứng dụng.
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Nhiệt độ
Điện trở
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Nhiệt độ
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Điện trở
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
* Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể tăng làm cho điện trở của kim loại tăng.
* Điện trở suất :
( ): Điện trở suất ở nhiệt độ t (0C)
( ): Điện trở suất ở nhiệt độ t0 (0C)
(K-1): Hệ số nhiệt điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ và cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó
Điện trở của kim loại:
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại ở 200 C
Tại sao trong thực tế người ta thường dùng dây đồng để làm dây dẫn điện?
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Bảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại ở 200 C
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
BÀI 13 - TIẾT 23: 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 suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần O0 K, điện trở của kim loại sạch đều rất bé.
Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Điện trở của một cột thủy ngân phụ thuộc vào nhiệt độ
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
- Khi nhiệt độ giảm xuống thấp (gần 0 K) điện trở của kim loại đột ngột giảm mạnh.
Nhiều tính chất khác như: từ tính và nhiệt
dung cũng thay đổi đột ngột ở nhiệt độ này.
Ta nói rằng các vật liệu ấy đã chuyển sang
trạng thái siêu dẫn.
Khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc
thì điện trở của một số kim loại và một số chất
giảm xuống bằng 0.
Thế nào là hiện tượng siêu dẫn?
BÀI 13 - TIẾT 23: 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 suất của kim loại giảm liên tục . Đến gần 0oK, điện trở của kim loại sạch đều rất bé .
- Vật liệu siêu dẫn có điện trở giảm xuống đến bằng 0 khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc nhất định.

Bảng: Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn
Giá trị Tc phụ thuộc vào
bản thân vật liệu.
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
C2: Vì sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn lại có thể duy trì lâu dài ? Có thể dùng dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi mãi được không?
Vì điện trở của cuộn dây siêu dẫn bằng 0 nên không có sự mất mát năng lượng trong cuộn dây, vì thế dòng điện trong cuộn dây siêu dẫn có thể tồn tại lâu dài mặc dù ta đã ngắt nó ra khỏi nguồn.

- Không thể dùng dòng điện này làm cho động cơ chạy mãi mãi được vì mặc dù không có sự mất mát năng lượng trên cuộn dây, nhưng khi dùng cuộn dây siêu dẫn để cung cấp năng lượng cho động cơ làm việc thì có sự chuyển hóa từ điện năng của cuộn dây thành cơ năng của động cơ, nên năng lượng của cuộn dây mất dần.
Kamerlingh Onnes Nhà vật lý Hà Lan
(giải Noben vật lý năm 1913)
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
Ứng dụng thành công lớn nhất hiện nay của chất siêu dẫn là trong lĩnh vực giao thông, cụ thể là các con tàu có thể “lướt” trên đệm từ trường. Vào tháng 12 năm 2003, tàu Yamanashi MLX01 đã được thử nghiệm với vận tốc 581km/giờ.
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Các em đã biết, muốn có dòng điện phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn. Mà muốn có hiệu điện thế cần phải có một nguồn điện để tạo ra hiệu điện thế đó.
Vậy, có cách nào tạo ra hai đầu mạch kín một hiệu điện thế mà không cần đến một nguồn điện hay không?
Các em quan sát thí nghiệm sau.
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
9
4
2
0
2
4
6
V
0:6 mV
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
* Một cặp nhiệt điện: Hai đoạn dây kim loại có bản chất khác nhau được nối kín với nhau bởi hai mối hàn được
* Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng xuất hiện một suất điện động trong mạch của một cặp nhiệt điện khi hai mối hàn được giữ ở hai nhiệt độ khác nhau.
BÀI 13: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
* Suất điện động nhiệt điện:
T1 :Nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ cao hơn (K)
T2 : Nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ thấp hơn (K)
Suất điện động nhiệt điện (V)
Bảng một số cặp nhiệt điện thường dùng
IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
* Ứng dụng:
- Nhiệt kế nhiệt điện
- Pin nhiệt điện
Cặp nhiệt điện ứng dụng trong nhiệt kế điện tử
BÀI 13 - TIẾT 23: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
KIẾN THỨC CẦN NHỚ
Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do.
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể làm cản trở chuyển động của các electron tự do làm xuất hiện điện trở kim loại và tác dụng nhiệt. Điện trở suất của kim loại ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0 khi ở nhiệt độ nhỏ hơn (hoặc bằng) nhiệt độ tới hạn TC .
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện ξ = αT (T1 –T2) , αT là hệ số nhiệt điện động.
Câu 1: Hạt tải điện cơ bản trong kim loại là
A. Các electron tự do.
B. Các ion âm.
C. Các ion dương.
D. Các nguyên tử.
CỦNG CỐ
Câu 2: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ
A. Giảm đi.
B. Không thay đổi.
C. Tăng lên.
D. Tùy từng kim loại.
CỦNG CỐ
Câu 3: Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng
A. Điện trở của vật dẫn giảm xuống giá trị rất nhỏ khi nhiệt độ giảm xuống thấp.
C. Điện trở của vật dẫn giảm xuống rất nhỏ khi nhiệt độ của nó đạt giá trị đủ cao.
B. Điện trở của vật dẫn giảm xuống bằng không khi nhiệt độ của nó nhỏ hơn giá trị nhiệt độ tới hạn.
D. Điện trở của vật dẫn bằng không khi nhiệt độ bằng 0(K).
CỦNG CỐ
DẶN DÒ
Học bài, làm bài tập 5, 6, 9 trang 78 SGK

Chuẩn bị tiết bài sau.
XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ
VÀ CÁC EM HỌC SINH