Bai 15 dong dien trong chat khi

Dòng điện trong kim loại
I.Bản Chất của dòng điện trong kim loại
1. Thuyết Electron về tính dẫn điện của kim loại:
- Trong kim loại, các nguyên tử mất e hóa trị trở thành ion dương liên kết với

nhau theo một trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại.


- Các e hóa trị tách khỏi nguyên tử động hỗn loạn, gọi là các e tự do
- Điện trường E do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí e trôi ngược chiều điện
trường  dòng điện.

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

+

- Khi không có điện trường
Khi có điện trường- Nguyên nhân gây ra điện trở kim loại là sự mất trật tự của mạng tinh thể:
chuyển động nhiệt của các ion, méo mạng tinh thể do biến dạng cơ,
nguyên tử lạ lẫn trong kim loại,…


2. Bản chất dòng điện trong kim loại
-Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các e tự do dưới
tác dụng của điện trường.
II. Hiện tượng nhiệt điện
a. Cấu tạo
Gồm hai dây dẫn kim loại có bản chất khác
nhau, hai đầu mỗi dây tiếp xúc nhau, tạo
thành một mạch kín có 2 mối tiếp xúc.
b. Hoạt động
Khi tạo sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai
mối tiếp xúc, thì trong mạch kín xuất hiện
dòng điện, gọi là dòng nhiệt điện.


III. Hiện tượng siêu dẫn:

1/ Khái niệm
- Khi nhiệt độ hạ xuống dưới một nhiệt độ Tc nào đó, điện trở của kim
loại (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không. Hiện tượng
đó gọi là hiện tượng siêu dẫn. Khi đó, kim loại hoặc hợp kim có tính siêu
dẫn.
2/Tác dụng:
-- Giảm hao phí điện năng nên năng lượng sử dụng triệt đê. Trong
tương lai có thể dùng làm đường dây tai điện, dây dẫn các thiết bị gia
dụng.... Khi ta nâng cao được nhiệt độ tới hạn của vật dẫn đến mức có
thể thực hiện.


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

Ứng dụng thành công lớn
nhất hiện nay của chất
siêu dẫn là trong lĩnh vực
giao thông, cụ thể là các
con tàu có thể “lướt” trên
đệm từ trườngvới vận tốc
581km/giờ.


- Ứng dụng:
- Pin nhiệt điện
- Nhiệt kế nhiệt điện

Máy chụp cộng hưởng từ MRI


Máy gia tốc tốc độ cao

Bình tích trữ năng lượng


Câu hỏi: Vì sao cặp nhiệt điện phải dùng hai thanh kim loại
khác bản chât?

Do hiện tượng nhiệt điện là sự chuyển nhiệt năng trực tiếp thành điện năng và
ngược lại, trên một số kết nối giữa hai vật dẫn điện khác nhau.Cụ thể, chênh
lệch nhiệt độ giữa hai bên kết nối sinh ra một hiệu điện thế giữa hai bên kết
nối và ngược lại. Do vậy cần phải dùng 2 thanh kim loại khác bản chất để có
được độ chênh lệch nhiệt độ đó khi cùng bị tác dụng bởi một tác nhân nhiệt
mới tạo ra hiệu điện thế.


DÒNG ĐiỆN TRONG DUNG DỊCH
ĐiỆN PHÂN


I. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
- Ví dụ:

điện phân dung dịch CuSO4
S04

Cu2

+

2-

Cu2+
S042-

SO4

_

E

Cu

SO42-

2+

Cu2+

2-

Cu 2+

Khi chưa có điện trường giữa 2
bản cực

+

2S04

S04

2-

Cu

2+

Khi có điện trường giữa 2 bản
cực


Nhận xét:


Ion dương chạy về phía catot nên gọi là cation. Ion âm chạy về phía antot nên gọi là anion.

 Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
 Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất ( theo nghĩa hẹp) đi theo.

Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển
động có hướng theo hai chiều ngược nhau.


II. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
a) Điều chế hoá chất

Sơ đồ thùng điện phân NaCl nóng chảy để
điều chế Na và Clo.


b) Luyện nhôm
Công nghệ luyện nhôm chủ yếu dựa vào hiện tượng điện phân
quặng nhôm nóng chảy.

Sơ đồ điện phân quặng nhôm
nóng chảy

Nhà máy luyện nhôm tại Việt Nam


c) Mạ điện
Mạ điện là dùng phương pháp để phủ một lớp kim loại ( như
crôm, niken, vàng, bạc…) lên những đồ vật bằng kim loại khác.

sản xuất thiết bị mạ điện
các lỗ bảng mạch điện tử
hoàn toàn tự động

Dây chuyền mạ điện


CÂU HỎI:
 C4.Tại sao khi mạ điện, muốn lớp mạ đều, ta phải quay vật
cần mạ trong lúc điện phân ?
Trả lời:
 Vì vật cần mạ làm catốt nói chung không phải là mặt phẳng,

nên khoảng cách từ các điểm khác nhau của vật tới anốt không
giống nhau. Điện lượng chạy đến các đơn vị diện tích bề mặt
vật cần mạ không giống nhau dẫn đến lớp mạ không đều.
 Quay vật mạ là một cách làm cho điện lượng đến mỗi đơn vị
diện tích sau một thời gian đủ dài trở nên đồng đều, do đó
chiều dày lớp mạ sẽ đều.


DÒNG ĐiỆN TRONG KHÔNG KHÍ
I. Bản chất dòng điện trong chất khí
1) Sự phóng điện của chất khí
-

Ở điều kiện thường, không khí là 1 điện môi.
Khi bị đốt nóng, không khí trở nên dẫn điện. Đó là sự phóng điện trong
không khí.

2) Bản chất dòng điện trong chất khí
- Là dòng điện dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện
trường, các ion âm và electron ngược chiều điện trường.
- Giải thích: ( hình vẽ minh họa)


Đ
- Ban đầu chất khí gồm các phân tử,
nguyên tử trung hòa


- Tia tử ngoại làm phân tử biến thành ion(+) và e
- e kết hợp với nguyên tử trung hòa tạo thành ion(-)

Đ


- Các ion dương chuyển động theo chiều điện trường, các ion âm và electron
ngược chiều điện trường.

-

+

Đ


II. Ứng dụng
1)Tia lửa điện: Quá trình phóng điện tự lực trong chất khí giữa hai điện cực
khi điện trường đủ (E ∼ 3.106 V/m).
Trong bộ phận đánh lửa (bugi) của động cơ nổ để đốt hỗn hợp nổ.

Trong tự nhiên, sét là tia lửa điện hình thành giữa các đám mây mưa và
mặt đất


Tia lửa điện cũng được
dùng trong thiết bị tạo khí ôzon
để khử trùng

Trong công nghiệp, tia lửa điện được
ứng dụng để khoan, cắt kim loại.

2) Hồ quang điện: Quá trình phóng điện tự lực trong chất khí ở áp suất
thường hoặc ở áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế không lớn.


Máy hàn điện

Lò hồ quang nấu thép


Phún xạ catod


Trả lời câu hỏi:
Tai sao khi trời có sét, người ngồi trong ô tô đóng kín cửa vẫn an toàn?
Giải thích:
-- Nguyên nhân do

điện tích chỉ phân bố bên ngoài bề mặt vật dẫn, vì thế các
điện tích xuất hiện trên ô tô chỉ tập trung ở bề mặt ngoài của vỏ nên ở bên trong
xe ô tô có tổng điện trường bằng 0. Do đó người ngồi trong xe không bị ảnh
hưởng bởi dòng điện bên ngoài từ quá trình phóng điện của tia sét.