Bài 13. Dòng điện trong kim loại

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC
SINH


CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG


BÀI 13
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI



Nội dung
bài học


DÒNG ĐIỆN
TRONG KIM
LOẠI

I.
II.

Bản chất dòng điện trong kim loại.
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

Ghi chú
Phần chữ có hình

TRONG KIM
LOẠI
Kèm theo là phần cần ghi vào vở bài học


Kiến thức đã học
Câu 1: Dòng điện là :

A. Dòng chuyển dời của các hạt mang điện
B. Dòng chuyển dời hỗn loạn của các hạt mang điện
C. Dòng chuyển dời có hướng của các nguyên tử
D. Dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện


Kiến thức đã học
Câu 2: Điều kiện để có dòng điện là :

A. Giữa hai đầu vật dẫn có một hiệu điện thế

B. Giữa hai đầu một vật có một hiệu điện thế
C. Phải có một vật dẫn
D. Phải có một nguồn điện


Kiến thức đã học
 

Câu 3: Công thức liên hệ giữa điện trở và điện trở suất là :


Bài 13

I.Bản chất dòng điện trong kim loại:

Dòng
điện

Nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành ion dương

trong kim
loại
Nguyên tử
Ion dương

-

+ +
+ +

-

Electron tự do


Bài 13

I.Bản chất dòng điện trong kim loại:

Dòng
điện
trong kim
loại

Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh
thể kim loại.


Bài 13

I.Bản chất dòng điện trong kim loại:

Dòng
điện
trong kim
loại

Chuyển động nhiệt của các ion quanh vị trí cân bằng có thể phá hủy
trật tự này.

Nhiệt độ càng cao,dao động nhiệt càng mạnh,mạng tinh thể càng trở
nên mất trật tự.

Thí nghiệm mô phỏng


Bài 13

I.Bản chất dòng điện trong kim loại:

Dòng
điện
trong kim
loại

Các electron tự do chuyển động hỗn loạn tạo thành khí electron
choán toàn bộ thể tích của khối kim loại.


Bài 13

I.Bản chất dòng điện trong kim loại:

Dòng
điện
trong kim
loại

Khi không có điện trường ngoài thì các electron tự do chuyển động
hỗn loạn trong khối kim loại.

Bài 13

I.Bản chất dòng điện trong kim loại:

Dòng
điện
trong kim
loại

E


Bài 13

I.Bản chất dòng điện trong kim loại:

Dòng
điện
trong kim



Trong quá trình chuyển động có hướng của electron tự do, chúng va chạm với ion dương ở
nút mạng tinh thể là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại.

loại

E

-

-

+

+

-

-

-

+

-

+

+
+

+


Bài 13

I.Bản chất dòng điện trong kim loại:

Dòng
điện
trong kim
loại

1.

Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:

Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do,mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn
điện rất tốt.

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

II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ:

Dòng
điện
trong kim



 

loại

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 của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất :
0 [1 +



o
Với : 0 là điện trở suất ở t0 C
là hệ số nhiệt điện trở : phụ thuộc nhiệt độ, độ sạch và chế

độ gia công vật liệu (K

-1

)


Bài 13

II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ:

Dòng
điện
trong kim

Kim loại

loại

ρ0 (Ωm)

-1
α (K )

Bạc

-8
1,62.10

4,1.10

Đồng

-8
1,69.10

-3
4,3.10

Nhôm

2,75.10

-8

4,4.10

-3

-3

Sắt

-8
9,68.10

-3
6,5.10

Platin

-8
10,6.10

-3
3,9.10

-8

-3
0,01.10

Constantan

5,21.10

o
Điện trở suất (ở 20 C) và hệ số nhiệt điện trở
của một số kim loại tiêu biểu


Bài 13

II.Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ:

Dòng
điện
trong kim
loại

Câu hỏi C1: Vì sao người ta chọn dây bạch kim (platin) để làm nhiệt kế điện trở
dùng trong công nghiệp?
Trả lời: Vì bạch kim có điện trở suất lớn, nhiệt độ nóng chảy cao và không bị oxi
hóa ở nhiệt độ cao.


Bài 13

III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tưởng siêu dẫn:

Dòng

điện
trong kim
loại

Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ
-8
ρ ( 10 Ω .m )
Nhiệt độ ( K)
2200

1800

1400

12

1200

800

8
400

4

200

0

0

400

800

1200

T( K )


Bài 13

III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn:

Dòng
điện
trong kim
loại

 Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục.Đến gần 00K,
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 .


Bài 13

III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn:

Dòng
điện
trong kim
loại

Câu hỏi C2: Vì sao dòng điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn không có nguồn điện lại
có thể duy trì lâu dài ? Có thể dung dòng điện ấy làm cho động cơ chạy mãi không ?
Trả lời:

•

Vì điện trở của cuộn dây bằng không nên không có sự mất mát năng lượng trên cuộn dây, vì thế dòng
điện chạy trong cuộn dây siêu dẫn có thể duy trì lâu dài.

•

Không thể dung dòng điện này làm cho động cơ chạy mãi được,vì khi động cơ làm việc có sự chuyển hóa
từ điện năng của cuộn dây thành cơ năng của động cơ, nên năng lượng của cuộn dây mất dần.


Bài 13

IV.Hiện tượng nhiệt điện

Dòng
điện
trong kim

1.

Thí nghiệm: Dây đồng và dây constantan được hàn hai đầu lại với nhau.Một mối hàn
giữ ở nhiệt độ cao,một mối hàn giữ ở nhiệt thấp.Hiện tượng gì xảy ra?

loại

V

Vôn kế

dây đồng

dây constantan
T2
nước đá

B

T1

A
ngọn nến