Dòng điện trong kim loại (Vật lí 12)

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
KÝnh chµo c¸c thµy c«
gi¸o
Gi¸o viªn :

Ch¬ngIII: DÒNG ĐIỆN
TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

Dßng i n trong kim lo i.đ ệ ạ

Dßng i n trong chÊt i n ph©nđ ệ đ ệ

Dßng i n trong chÊt khÝ.đ ệ

Dßng i n trong ch©n kh«ng.đ ệ

Dßng i n trong chÊt b¸n dÉnđ ệ .

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
I : Bản chất của dòng điện trong kim loại.
- Nội dung về thuyết êlectron về tính
dẫn điện của kim loại.
- Bản chất 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 .

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
1. Các nguyên tử bị mất êlectron hoá
trị thành các ion dương. Các ion
dương liên kết trật tự tạo nên mạng
tinh thể. Chuyển động nhiệt của các
ion càng cao, mạng tinh thể càng trở
nên mất trật tự.
I : Bản chất của dòng điện trong kim loại.
A. Nội dung thuyết êlectron về tính dẫn
điện của kim loại.
Em hãy nêu các
đặc điểm về
điện của kim
loại ?

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
Ion
Electron tự do

Trong nguyên tử kim loại, các êlectron hoá trị tách ra khỏi
nguyên tử và trở thành electron tự do chuyển động trong
kim loại,

Các nguyên tử mất đi electron trở thành Ion dương dao
động nhiệt tại nút mạng tinh thể.
Electron trong nguyên tử

Nguyên tử tại nút
mạng tinh thể
Proton

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
2. Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các êlectron tự
do với mật độ không đổi chuyển động hỗn loạn thành khí êlectron
choán toàn bộ kim loại nhưng chưa tạo thành dòng điện.
Mô hình sợi
dây kim loại
và các
Electron tự
do bên trong

3. Khi đặt một điện trường ngoài vào kim loại :
Lực điện sẽ tác dụng làm các êlectron chuyển động
ngược chiều điện trường, tạo thành dòng điện.

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
Ion
Nút mạng tinh thể
Em hãy cho biết nguyên
nhân gây ra điện trở ở
kim loại là gì ?
4. Do sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển

động có hướng của các êlectron tự do, sự méo mạng do
biến dạng cơ, và các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại.

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
Nhận định nào sau là đúng về dòng điện trong kim
loại ?
A.Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron của
nguyên tử.
B. Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự
do dưới tác dụng của điện trường.
C. Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự
do và các ion dương dưới tác dụng của điện
trường.
D. Là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương
dưới tác dụng của điện trường.
I : Bản chất của dòng điện trong kim loại :
B. Bản chất của dòng điện trong kim loại :
Là dòng chuyển dời có hướng của các êletron tự do
dưới tác dụng của điện trường.

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
ρ = ρ
0
[1+ α (t – t
0
)]
Với ρ0 là điện trở suất ở t0C (th êng ë 20®é)
Hệ số nhiệt điện trở α phụ thuộc:

+ Bản chất kim loại
+ Nhiệt độ
+ Độ sạch của kim loại
+ Chế độ gia công vật liệu
Em h·y cho biÕt sù phô
thuéc cña ®iÖn trë suÊt cña
kim lo¹i theo nhiÖt ®é?
II : Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại
theo nhiệt độ.

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI

Sự biến thiên điện trở suất theo nhiệt độ.
Theo đồ thị bên em
có nhận xét gì ?
•
Khi nhiệt độ giảm, điện trở
suất của kim loại giảm liên
tục. Đến gần 0 K thì điện trở
của kim loại sạch rất nhỏ.
•
Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu
ta hạ thấp nhiệt độ của vật liệu
thấp hơn một giới hạn Tc ?

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
III : Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn.

Em hãy cho biết thế
nào là hiện tượng
siêu dẫn ? Hiện
tượng này có ứng
dụng gì ?
•
Là hiện tượng điện trở suất của một số vật liệu đột
ngột giảm xuống bằng 0 khi nhiệt độ của vật liệu
giảm xuống thấp hơn một giá trị Tc nhất định. Giá trị
này phụ thuộc vào bản thân vật liệu.
•
Nó được ứng dụng để tạo ra các nam châm điện có
từ trường rất mạnh và trong tương lai có thế dùng để
tải điện mà không hao phí điện năng.

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
IV : Hiện tượng nhiệt điện.
Theo thuyết êlectron,
khi một sợi kim loại
có nhiệt độ hai đầu
khác nhau thì xảy ra
hiện tượng gì ?
Các êlectron tự do ở đầu
nóng dồn về đầu lạnh. Đầu
nóng tích điện dương, đầu
lạnh tích điện âm.
•
ứng dụng hiện tượng này người ta làm cặp nhiệt điện.

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
Em hãy nêu cấu tạo của
một cặp nhiệt điện ? Và
cho biết biểu thức của
suất nhiệt điện động ?
•
Là một cặp dây dẫn có bản chất khác nhau và hai đầu
của chúng được hàn với nhau.

Suất nhiệt điện động suất hiện khi nhiệt độ hai chỗ tiếp
xúc T1 ,T2 khác nhau.


Biểu thức :
E = α
T
|(T
1
- T
2
)|
DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI

Với αT là hệ số nhiệt điện động phụ thuộc vật
liệu làm cặp nhiệt điện.


Đơn vị αT là µV/K

Nguyên nhân xuất hiện suất nhiệt điện động.

do sự khuếch tán của elêctron từ đầu nóng về
đầu lạnh => làm xuất hiện U ≠ 0 ở hai mối hàn.

Dòng nhiệt điện do suất nhiệt điện động suất
sinh ra trong cặp nhiệt điện.

Ứng dụng: Dùng làm nhiệt kế nhiệt điện để đo
nhiệt độ với độ nhạy và độ chính xác cao.


Củng cố :
1. Các kim loại đều
A. Dẫn điện tốt, có điện trở suất không thay đổi.
B. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt
độ.
C. Dẫn điện tốt như nhau, có điện trở suất thay đổi
theo nhiệt độ.
D. Dẫn điện tốt, có điện trở suất thay đổi theo nhiệt
độ giống nhau.
DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
2. Dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn tạo

thành mạch kín, có thể duy trì lâu dài khi
không có nguồn điện vì :
A. Trong sợi dây siêu dẫn không có các ion dương.
B. Cuộn dây siêu dẫn có điện trở bằng không, năng
lượng không bị tiêu hao.
C. Trong sợi dây siêu dẫn các êlectron đứng yên.
D. Dòng điện trong dây siêu dẫn là dòng các ion
dương có hướng.

DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM LOẠI
mΩ mΩ
mΩ
3. ở 20
0
C điện trở suất của bạc là 1,62.10
-8
.
Biết hệ số nhiệt điện trở của bạc là 4,1.10
-3
K
-1
.
ở 330K thì điện trở suất của bạc là
mΩ
A. 3,679.10
-8
B. 3,812.10
-8
C. 1,866.10

-8
D. 4,151.10
-8
mΩ
mΩ
mΩ
mΩ

Xin mời các thày cô giáo và các
em nghỉ …
Lovely.EXE

(
ρ
).10
8
mΩ
−
12
0

KÝnh chµo c¸c thµy c«
gi¸o
Gi¸o viªn :


1200 T(K)
(
ρ
).10

8
mΩ
−
12
0