Bài 13. Dòng điện trong kim loại

CHÀO MỪNG TOÀN THỂ
QUÍ THẦY CÔ VÀ CÁC EM
HỌC SINH!

1


Dòng điện trong các môi trường

2


Tiết 25. BÀI 13:

DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

I Bản chất của dòng điện trong kim loại
II Sự phụ thuộc của điện trở suất …
III Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp…
IV Hiện tượng nhiệt điện

3


KIỂM TRA BÀI CŨ
Dòng điện là gì? Qui ước về chiều của dòng điện?
Text in
here A

--

B

Dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của
Chiều
điện
các hạtdòng
mang điện.

Ngược chiều chuyển dời của điên tích âm
Chiều của dòng điện được qui ước cùng chiều
chuyển động của các hạt điện tích dương.

4


I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Thanh kim loại
Nguyên tư

+ + -

+ +
+
-

5

+ -

+ -

+ -

+-

Electron tự do
-

Ion dương

Khí e tự do
Mật độ e tự do lớn
=> dẫn điện tốt


I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
 Khi chưa có điện
-Khi có điện trường ngoài,
trườngkim
ngoài
trong
loại các hạt nào

 Khi có điện trường
ngoài

chuyển dời thành dòng?
Đ/a: các hạt e tự do
-Vậy bản
chất dòng điện

- trong
- kim
- - loại
- là- gì?
Đ/a: là dòng chuyển dời
có hướng của các e tự do
Không có dòng điện
dưới tác dụng của điện
trường (ngoài).
6

E

Hình thành dòng điện


I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

7


I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
 Nhớ.
 Thuyết electron về tính dẫn điện trong kim loại:
• Hạt tải điện trong kim loại là hạt electron tự do. Mật độ
của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện tốt.

 Bản chất của dòng điện trong kim loại:
• Là dòng chuyển dời có hướng của các hạt electron tự do
dưới tác dụng của lực điện trường (ngoài).

 Điện trở của kim loại:
• Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại cản trở chuyển
động của các electron tự do, là nguyên nhân gây ra
điện trở của kim loại.
8


I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
 Trong kim loại các ion …....…...
dương liên kết với nhau có
mạng tinh thê
trật tự trong không gian tạo thành …….
 Các ion dương dao động nhiệt xung quanh các nút
mạng tinh thể, nhiệt độ ……….
càng cao.thì dao động của
các ………càng
mạnh.
ion +
 Kim loại dẫn điện tốt vì mật độ các hạt electron
……… tự do
rất lớn.
electron tự do
 Các hạt …………………đóng
vai trò là hạt tải điện.
tự do
 Khi có điện trường (ngoài) các hạt electron
…………..chuyển
d. điện
động thành dòng và tạo ra …………trong

kim loại.
9


I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

E

Nhiệt độ
+
+

+
+

+
+

10

+

+
+

+

+

+

+
+

+
+

+

+

+
+

Điện trở


I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

E

Nhiệt độ
+
+

+
+

+
+

11

+

+
+

+
+

+

Điện trở
+
+

+
+

+

+

+
+


II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của KL theo nhiệt độ
 Khi nhiệt độ tăng, chuyển động

nhiệt của các ion trong mạngl
R =ρ
tinh thể tăng => điện trở củas
kim loại tăng.
Điện trở suất:

ρ=ρ0[1+α(t-t0)]

(Ωm)

ρ : điện trở suất của kim loại ở t (0C)
ρ0 : điện trở suất của kim loại ở t0 (0C)

Với thanh đồng chất tiết, diện đều
Điện trở:

l
R =ρ
s
l
R 0 = ρ0
s

=> R = R 0 [1α(t
+ t− )]0

α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
– phụ thuộc nhiệt độ, độ sạch, chế độ gia công vật liệu
12

III. ĐIỆN TRỞ CỦA KL Ở NHIỆT ĐỘ THẤP – SIÊU DẪN
 Khi nhiệt độ giảm, điện
trở suất của kim loại
giảm liên tục.
 Đến gần 0 K, điện trở
của kim loại sạch đều
rất nhỏ.

13


III. ĐIỆN TRỞ CỦA KL Ở NHIỆT ĐỘ THẤP – SIÊU DẪN
 HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
R(Ω )

Tem
p
8K

Thế nào là hiện tượng siêu dẫn

0,16

6K

HT siêu dẫn

0,08

4K

2K

Nhiệt độ tới hạn
Tc
0
14

2

4

6

T( K
)

0K


III. ĐIỆN TRỞ CỦA KL Ở NHIỆT ĐỘ THẤP – SIÊU DẪN

tháng 12 năm 2003, tàu Yamanashi MLX01
đã được thư nghiệm với vận tốc 581km/h.

Heike Kamerlingh
Onnes

15

Dây siêu dẫn
nhiệt độ cao thế
hệ 2 (2G) có chiều
rộng 4cm (công
ty American
Superconductor
sản xuất).


IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
 Thí nghiệm.

B

A
T1
Cặptượng
nhiệt nhiệt
điện điện
Hiện
Thế nào là cặp nhiệt điện
16

T2


o

C

100

90`

o

T1 = T 2

C

100

80`

70

60
90
600

50

80
500
40
70

0

2

4

V

0:6 mV

30
300
20

6

500
40

9

600

50

2

4

60

400

200
10
100

400
0

30
300

0

TRƯỜNG VĂN HÓA II

20
200
10
100
0
0

T2
17

T1
≠


IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN

 Suất điện động nhiệt điện
ξ = αT (T1 – T2)
ξ: suất điện động nhiệt điện (V).
T1: nhiệt độ ở đầu nóng (K).
T2: nhiệt độ ở đầu lạnh (K).
αT: là hệ số nhiệt điện
động (V.K-1).
18

T1

T2


DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
 Bản chất dòng điện trong kim loại
 Là dòng chuyên dời có hướng của các hạt e tự do
dưới tác dụng của điện trường
 sự phụ thuộc của điện trở suất của KL vào nhiệt độ
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
 Hiện tượng siêu dẫn
 Vật liệu siêu dẫn có R = 0 khi nhiệt độ tiến tới Tc
 Hiện tượng nhiệt điện
 Cặp nhiệt điện là hai thanh KL khác bản chất được
hàn hai đầu với nhau. Suất điện động nhiệt điện
ξ = αT (T1 – T2)
19


HOÀN THÀNH CÁC CÂU HỎI SAU

 Các kim loại đều
A. Dẫn điện tốt, có điện trở 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.

20


HOÀN THÀNH CÁC CÂU HỎI SAU
 Hạt tải điện trong kim loại là
A. Các electron của nguyên tử.
B. Electron ở lớp trong cùng của nguyên tử.
C. Các electron hóa trị đã bay tự do ra khỏi tinh thê.
D. Các electron hóa trị chuyên động tự do trong
mạng tinh thê.

21


HOÀN THÀNH CÁC CÂU HỎI SAU
Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại
Text in
here

Do sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển
động có hướng của êlectron tự do

Do chuyển động nhiệt của ion dương.
Do biến dạng, do nguyên tư lạ.

22

Ion dương


HOÀN THÀNH CÁC CÂU HỎI SAU
siêu dẫn
 Các dây ………………..có
thể duy trì dòng điện
chạy trong nó một thời gian rất dài.
 Tàu siêu tốc Yamanashi MLX01 “lướt” đi với tốc
độ 581km/h trên các nam châm …………….
siêu dẫn
 Pin nhiệt điện, nhiệt kế nhiệt điện hoạt động dựa
vào ……………………
hiện tượng nhiệt điện

23


Btvn : 7,8,9 SGK trang 78.
CẢM ƠN TOÀN THỂ QUÍ THẦY
CÔ VÀ CÁC EM ĐÃ CHÚ Ý LẮNG
NGHE!

24