BÀI GIẢNG DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

CÁC EM HÃY QUAN SÁT CÁC HÌNH VẼ SAU

Những
hình
ảnh trên
nói lên
hiện
tượng
gì?



Chương III

Dòng điện trong kim loại.
Dòng điện trong chất điện phân.
Dòng điện trong chân không
Dòng điện trong chất khí.
Dòng điện trong chất bán dẫn.


BÀI 13

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.

I. BN CHT CUA DềNG IấN TRONG KIM LOI

+

+
-

+

- +

-

+

+

+

+

+
+

+ -

+

-

-

+

-

-

+

-

-

-

+

-

+

+

+

- Các kim koại thể rắn có cấu trúc
mạng tinh thể.
- Trong kim loại, các nguyên tử bị
mất các ion hóa trị trở thành các ion

dơng sắp xếp một cách tuần hoàn
trật tự tạo nên mạng tinh tinh thể
kim loại


Mô hình mạng tinh thể đồng


Do đâu mà có
các electron tự
do trong kim
loại?


Các e- ngoài cùng liên kết yếu với
hạt nhân, dễ dàng tách ra khỏi quỹ đạo
chuyển động quanh hạt nhân và trở
thành e- tự do chuyển động trong kim
loại.

Các nguyên
tử mất đi e– trở
thành Ion dao
động nhiệt tại
nút mạng.

Nguyên tử tại nút
mạng tinh thể

Nhân

Ion
Ion

Electron trong nguyên tử

Electron
Electrontự
tựdo
do


Electron tự do trong kim loại
Mô hình sợi dây đồng và các
electron ở bên trong


Quan sát các hình ảnh sau:

(Khi chưa có điện trường ngoài)


(Khi có điện trường ngoài)


E


Thảo luận:
Khi không có điện

trường ngoài
Chuyển động của
các electron

Hỗn loạn không
ngừng

Kết luận

Không có
dòng điện

Khi có điện
trường ngoài
Có hướng

Có dòng điện


Nguyên nhân gây ra điện trở và hiện tượng tỏa nhiệt ?

-Khi chuyển động có hướng, các electron tự do luôn
có khả năng va chạm với các ion kim loại ở nút mạng
tinh thể gây ra điện trở.
-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.

+
-

+
+

-

+

+

+

+


Từ những lập luận trên hãy cho biết bản
chất của dòng điện trong kim loại là gì?
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển
dời có hướng của các electron tự do dưới tác
dụng của điện trường.


II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT
CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ

Hãy cho biết khi nhiệt
độ tăng điện trở suất
của kim loại như thế
nào? Vì sao?
Sự biến thiên điện trở suất

của đồng theo nhiệt độ


Khi nhiệt độ tăng điện trở suất
của kim loại tăng lên vì khi
nhiệt độ tăng chuyển động
nhiệt của các ion trong mạng
tinh thể cũng tăng:
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
Trong đó:
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
ρ0 :điện trở suất của kim loại ở t0(0C)
ρ :điện trở suất của kim loại ở t(0C)


Hệ số nhiệt
điện trở α
phụ thuộc
vào những
yếu tố nào?

- Nhiệt độ
- Độ sạch và chế độ gia
công vật liệu đó.


III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT
ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU
DẪN
Khi nhiệt độ giảm

xuống rất thấp (gần
đến 00K) thì điện trở
của kim loại thay đổi
thế nào?

Điện trở của kim loại giảm
liên tục xuống gần bằng
không


Khi T ≤ Tc một số kim loại, hợp kim và cả một số gốm oxit kim
loại có điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0
 ⇒Ta nói rằng các vật liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu
dẫn
 T gọi là ngiệt độ tới hạn
c
(Bảng nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn)


Tên vật liệu
Nhôm
Thủy ngân
Chì
Thiếc
Kẽm

Tc
1,19
4,15
7,19

3,72
0,85

Tên vật liệu

Nb3 Sn
Nb3 Al

Nb3Ge

DyBa2Cu3O7

HgBa2Ca2Cu3O8

Tc
18
18,7
23
92,5
134


Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới


IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
Quan sát
chuyển động
của các e và cho
biết kết qủa?

Thiếu e nên nhiễm điện +

T1

Thừa e nên nhiễm điện -

T1 > T2

T2


Đầu T1 của thanh kim loại thiếu electron nên
nhiễm điện tích dương
Đầu T2 thừa electron nhiễm điện âm
Giữa đầu nóng và đầu lạnh của thanh kim loại
xuất hiện một hiệu điện thế nào đấy
Hiện tượng này là hiện tượng nhiệt điện


Ứng dụng của hiện
tượng nhiệt điện
Cặp nhiệt điện được
dùng trong nhiệt kế
điện tử đo được nhiệt
độ cao với độ chính
xác lớn


Dây
đồng

E

Dây
constantan
Cặp nhiệt điện
đồng -constantan

T1
T2

Khi nhiệt độ hai mối hàn T1,T2 khác nhau, trong
mạch có suất điện động
E=α(T1- T2)
α: là hệ số nhiệt điện động