Bài 13-Dong dien trong kim loai

Các em hãy quan sát các hình ảnh sau
Những
hình
ảnh
trên mô
tả hiện
tượng
gì?

•
Dòng điện trong kim loại.
•
Dòng điện trong chất điện phân.
•
Dòng điện trong chất khí.
•
Dòng điện trong chân không.
•
Dòng điện trong chất bán dẫn.
Chương III

Điều kiện để có dòng điện chạy qua vật dẫn
là gì?
-
Các hạt tải điện.
-
Điện trường.
Vậy hạt tải điện trong kim loại là hạt nào?
Các electron tự do

I.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.
Baøi 13

DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I.Bản chất của dòng điện trong kim loại.
Kim loại ở thể gì? Và có cấu trúc như thế
nào?
Mạng tinh thể kim loại được tạo nên như thế
nào?

+ +
+
+
+
+
+ +
+
+
+
+
+ +
+
+

+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-

Các kim loại thể rắn có cấu trúc
mạng tinh thể.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại

Trong kim loại, các nguyên tử bò
mất các electron hóa trò trở thành
các ion dương sắp xếp một cách
tuần hoàn trật tự tạo nên mạng
tinh thể kim loại.
Các electron hoá trò khi
tách ra khỏi nguyên tử
thì chúng chuyển động

như thế nào?

Ion
Electron tự do
Electron trong ngun tử
Ngun tử tại nút mạng
tinh thể
Nhân
Các ng.tử mất đi
e
–
Ion (+) dao
động nhiệt tại nút
mạng.
Ion
Electron tự do
Ion
Electron tự do
Electron trong ngun tử
Ngun tử tại nút mạng
tinh thể
Nhân
Ion
Electron tự do
Ion
Electron tự do
Electron trong ngun tử
Ngun tử tại nút mạng
tinh thể
Nhân

Ion
Electron tự do
Ion
Electron tự do
Electron trong ngun tử
Ngun tử tại nút mạng
tinh thể
Nhân
Ion
Electron tự do
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại

Mơ hình mạng tinh thể đồng
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI


- Các electron hoá trò tách khỏi nguyên tử trở
thành các electron tự do và chuyển động hỗn loạn
trong mạng tinh thể tạo thành khí electron tự do.
- Các kim loại thể rắn có cấu trúc mạng tinh thể.
-Trong kim loại, các nguyên tử bò mất các electron
hóa trò trở thành các ion dương sắp xếp một cách tuần
hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại

Mơ hình sợi dây đồng và các
Electron tự do bên trong

Electron tự do trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại

Khi chưa đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường,
hãy nhận xét chuyển động của electron tự do?
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Khi chưa có điện trường các electron tự do
chuyển động hỗn loạn.

Khi đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường, hãy
nhận xét chuyển động của electron tự do?
Electron chuyển động có hướng (ngược chiều điện trường)
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
E
r

E

Khi khơng có điện
trường ngồi

Khi có điện
trường ngồi
Chuyển động của
các electron
Kết luận
Hỗn loạn
không ngừng

Có hướng
Có dòng điện
Không có
dòng điện
Tóm lại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại


+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
- Trong khi va chạm electron truyền một phần động
năng của nó cho ion, làm ion dao động mạnh lên, vì
thế mà kim loại nóng lên.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. Bản chất của dòng điện trong kim loại
- Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động
của electron tự do là nguyên nhân gây ra điện trở
Do đó, hạt tải điện trong kim loại là electron tự do. Mật
độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện tốt.

Vậy bản chất của dòng
điện trong kim loại là
gì?
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Vậy,dòng điện trong kim loại là dòng chuyển
dời có hướng của các electron tự do dưới tác
dụng của điện trường.
I.Bản chất dòng điện trong kim loại.
Khi nhiệt độ tăng, thì điện trở của kim loại như thế nào?
Giả sử 1 vật dẫn kim loại có chiều dài l, tiết diện S và
điện trở suất ρ thì điện trở R được tính bằng công thức
nào?
Khi nhiệt độ tăng thì
điện trở suất của kim
loại như thế nào?

Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ
- Khi nhiệt độ tăng điện trở
suất của kim loại tăng
ρ=ρ
0
[1+α(t-t
0
)]
Trong đó:
α : hệ số nhiệt điện trở (K
-1
)

ρ
0
:điện trở suất của kim loại ở t
0
(
0
C)
ρ

:điện trở suất của kim loại ở t(
0
C)
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.

* Hệ số nhiệt điện trở của α
mỗi kim loại phụ thuộc vào:
- Nhi t đđộ ệ
- Độ sạch và chế độ gia công
vật liệu đó.
Hệ số nhiệt điện trở
α phụ thuộc vào
yếu tố nào?
ρ=ρ
0
[1+α(t-t
0
)]
Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ

DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ.

DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Khi
Khi
nhiệt
nhiệt
độ giảm
độ giảm
xuống thấp thì mức
xuống thấp thì mức
độ cản trở dòng điện
độ cản trở dòng điện
thay đổi thế nào?
thay đổi thế nào?
- Khi nhiệt độ giảm thì mức độ cản trở dòng điện
giảm. Do đó điện trở của kim loại giảm.
- Một số kim loại( hay hợp kim) khi nhiệt độ hạ
xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó thì điện trở của kim
loại (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trò bằng
0. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng siêu dẫn.

C2: Vì sao dòng điện chạy
trong cuộn dây siêu dẫn
khơng có nguồn điện lại có
thể duy trì lâu dài? Có thể
dùng dòng điện ấy làm cho
động cơ chạy mãi được

khơng?
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

Thiếu e nên nhiễm điện +
Thừa e nên nhiễm điện -
Hai đầu dây kim loại có một hiệu điện thế nào đó.
T1
T2
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. Hiện tượng nhiệt điện

mA
o
4
-4
Gồm hai dây dẫn bằng kim loại khác nhau được
hàn dính hai đầu với nhau tạo thành một mạch kín
. Trên đó người ta mắc thêm một điện kế nhạy.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
IV. Hiện tượng nhiệt điện
1. Cấu tạo cặp nhiệt điện