dòng điện trong các môi trường

DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT BÁN DẪN( tự soạn )
I/Chất bán dẫn và tính chất :
Chất bán dẫn là một nhóm vật liệu tiêu biểu là gemani và silic
Điện trở suất của chất bán dẫn có giá trị nằm trong khoảng trung gian giữa kim loại và điện môi
Điện trở suất của chất bán dẫn phị thuộc mạnh vào tạp chất
Điện trở suất của chất bán dẫn cũng giãm đáng kể khi nó bị chiếu sang hoặ bị tác dụng của các tác nhân
ion hóa
II/ Hạt tải điện trong chất bán dẫn . bán dẫn loại n và bán dẫn loại p :
1. Bán dẫn loại n và bán dẫn loại p:
bán dẫn loại n : hạt tải điện mang điện âm
bán dẫn loại p: hạt tải điện mang điện dương
2. Êlectron và lỗ trống :
Chất bán dẫn có hai loại : electron và lỗ trống
Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng các êlectron dẫn chuyển đông ngược chiều điện trường và dòng
các lỗ trống chuyển động cùng chiều điện trường
3. Tạp chất cho ( đôno) và tạp chất nhận ( axepto) :
Bán dẫn chứa đôno ( tạp chất cho ) là loại n có mật độ êlectron rất lớn so với mật độ lỗ trống
Bán dẫn chứa axepto ( tạp chất nhận ) là loại p có mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ electron
III/ Lớp chuyển tiếp p-n :
Lớp chuyển tiếp p-n là chỗ tiếp xúc của miền mang tính dẫn p và miền mang tính dẫn n được tạo ra trên
một tinh thể bán dẫn
1. Lớp nghèo :
Ở lớp chuyển tiếp p- n hình thành một lớp không có hạt tải điện gọi là lớp nghèo : về phía bán dẫn n
có các ion đono tích điện dương và về phía bán dẫn loại p có các ion axepto tích điện âm
Điện trở của lớp nghèo rất lớn
2. Dòng điện chạy qua lớp nghèo :
Dòng điện chạy qua lớp chuyển tiếp p-n chỉ theo chiều từ p sang n
IV/ Đi ốt bán dẫn và mạch chỉnh lưu dung đi ốt bán dẫn :
Lớp chuyển tiếp p-n được nối vào mạch điện xoay chiều dùng lắp mạch chỉnh lưu biến dòng điện
xoay chiều thành dòng một chiều
V/ Tranzito lưỡng cực n-p-n . cấu tạo và nguyên l y hoạt động :

Một lớp bán dẫn loại p rất mỏng kẹp giữa hai lớp bán dẫn loại n thực hiện trên một tinh thể bán dẫn ( Ge ,
Si , …. ) là một tranzito n-p-n .Tranzito co khả năng khuếch đại tính hiệu điện và dung để lắp bộ khuếch
đại và các khóa điện tử
DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG( tự soạn )
I / Cách tạo ra dòng điện trong chân không :
1. Bản chất dòng điện trong chân không : ( SGK )
Là dòng chuyển dời có h ư ớng c ủa các electron đ ược đ ưa vào trong khoảng chân không đó
2. Thí nghiệm :
Hình 16.1 SGK , mô tả trong SGK
II/ Tia ca tốt :
1. Thí nghiệm :
( SGK )
2. Tính chất tia ca tốt :
• Nó phát ra từ ca tốt , theo phương vuông góc với bề mặt ca tốt . Gặp vật cản , nó bị chặn lại và làm
vật đó tích điện âm
• Nó mang năng lượng lớn , có khả năng làm huỳnh quang các chất
• Tia ca tốt bị lệch trong từ trường và điện trường
3. Bản chất của tia catốt :
Là dòng electron phát ra từ ca tốt bay tự do trong không gian , sinh ra khi phóng điện qua chất khí
ở áp suất thấp
4. Ứng dụng :
• Tia ca tốt có thể tạo ra bằng một súng êlectron
• Nó được dung trong đèn hình , ống phóng điện tử , để đốt nóng các vật trong chân không , …
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ( tự soạn )
I/ Chất khí là môi trường cách điện :
Chất khí không dẫn điện vì các phân tử khí đều ở trạng thái trung hòa điện , do đó trong chất khí không có
hạt tải điện
II/ Sự dẫn điện của chất khí trong điều kiện thường :
Hình 15.2 SGK
Chất khí bị đốt nóng làm tăng mật độ hạt tải điện trong đó → chất khí dẫn điện

III/ Bản chất dòng điện trong chất khí :
1. Sự ion hóa và tác nhân ion hóa :
Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường
và các ion âm , các electron ngược chiều điện trường . các hạt tải điện này do chất khí bị ion hóa sinh
ra
2.Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí :
 Quá trình dẫn điện không tự lực của chất khí chỉ xảy ra khi ta phải dung tác nhân ion hóa từ bên
ngoài để tạo ra hạt tải điện trong chất khí
 Quá trình dẫn điện không tự lực không tuân theo định luật ôm
3 Hiện tượng nhân số hạt tải điện trong chất khí trong quá trình dẫn điện không tự lực :
Là hiện tượng tăng mật độ hạt tải điện trong chất khí do dòng điện chạy qua
IV/ Quá trình dẫn điện tự lực trong chất khí và điều kiện tạo ra quá trình dẫn điện tự lực :
 Quá trình dẫn điện của chất khí có thể tự duy trì , không cần ta chủ động tạo ra hạt tải điện goi
là quá trình dẫn điện ( phóng điện ) tự lực trong chất khí
 Có 4 cách chính để dòng điện có thể tạo ra hạt tải điện mới trong chất khí :
 Dòng điện chạy qua chất khí làm nhiệt độ khí tăng rất cao , khiến phân tử khí bị ion hóa
 Điện trường trong chất khí rất lớn khiến phân tử khí bị ion hóa ngay khi nhiệt độ thấp
 Ca tốt bị dòng điện nung nóng đỏ , làm cho nó có khả năng phát ra êlectron gọi là phát xạ nhiệt
êlectron
 Ca tốt không bị nóng đỏ nhưng bị các ion dương có năng lượng lớn đập vào làm bật êlectron ra
khỏi ca tốt làm bật êlectron ra khỏi catốt và trở thành hạt tải điện
Hai kiểu phóng điện tự lực thường gặp nhất là hồ quang điện và tia lửa điện
V/ Tia lửa điện và điều kiện tạo ra tia lửa điện :
1.Định nghĩa : ( sgk )
2. Điều kiện tạo ra tia lửa điện :
 Hình thành trong không khí ở điều kiện thường khi điện trường vào khoảng 3.
6
10 /v m
 Hiệu điện thế giữa hai điện cực rất lớn
3.Ứng dụng : ( sgk)

VI/ Hồ quang điện và điều kiện tạo ra hồ quang điện :
1. Định nghĩa : (sgk )
2. Điều kiện tạo ra hồ quang điện :
• Để mồi hồ quang điện , cho hai điện cực nóng đỏ để phát xạ một lượng lớn electron
• Tạo ra một điện trường đủ mạnh giữa hai điện cực để ion hóa chất khí , và tạo ra tia lửa điện
giữa hai cực . Nếu giảm hiệu điện thế thì sự phóng điện tự lực vẫn được duy trì
• Sự phóng điện này tạo ra một cung sáng chói như ngọn lửa giữa hai điện cực gọi là hồ quang
điện
3.Ứng dụng : ( sgk)
DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT ĐIỆN PHÂN( tự soạn )
I/ Thuyết điện li : ( SGK )
Trong dung dịch , các hợp chất hóa học như axít , bazo , muối bị phân li ( một phần hoặc toàn bộ )
thành các nguyên tử ( hoặc nhóm nguyên tử ) tích điện gọi là ion ; ion có thể chuyển động tự do trong
dung dịch và trở thành hạt tải điện
II/ Bản chất dòng điện trong chất điện phân : ( sgk)
Dòng điện trong chất điện phân là dòng iôn dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều
ngược nhau
Chú ý :
• Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại
• Ion dương chạy về ca tốt nên gọi là cation , ion âm chạy về phía anốt nên gọi là anion
• Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo . tới
điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực gây ra hiện tượng
điện phân , có thể kèm theo phản ứng phụ làm hiện tượng điện phân phức tạp hơn
III/ Các hiện tượng xảy ra ở điện cực . Hiện tượng dương cực tan
Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi các anion ( ion âm ) đi tới anốt kéo theo các các ion kim loại
của điện cực vào trong kim loại
Bình điện phân dương cực tan suất phản điện bằng không
IV/ Các định luật Fa- Ra – Đây :
1. Định luật fa ra đây thứ 1:
Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy

qua bình đó
m = kq
k là đương lượng điện hóa của chất được giải phóng ở điện cực
2. Định luật fa ra đây thứ 2:
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó . hệ số tỉ
lệ là 1/F , trong đó F gọi là số Fa – ra – đây
Fn
A
k
=
F = 96500 C/mol
Kết quả :

Fn
AIt
m
=
m là khối lượng của chất được giải phóng ở điện cực ( g )
V / Ứng dụng của hiện tượng điện phân :
1. Luyện nhôm
2. Mạ điện
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI ( tự soạn )
I/ Bản chất dòng điện trong kim loại :
1. Thuyết electron về tính dẫn điện trong kim loại
Trong kim loại , các nguyên tử bị mất các electron trở thành ion dương , chúng liên kết nhau rất trật tự
tạo nên mạng tinh thể . Nhiệt độ càng cao , dao động nhiệt càng cao mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự
Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do chuyển động hỗn loạn
Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của các electron tự do là nguyên nhân gây ra điện
trở của kim loại
Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do . Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện tốt

2.Bản chất :
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 :
Khi nhiệt độ tăng , chuyển động nhiệt của các iôn trong mạng tinh thể tăng làm cho điện trở của kim loại
tăng . Điện trở suất
ρ
của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất

ρ
=
ρ
0
( 1 +
α
(t – t
0
) )
ρ
0
: điện trở suất ở nhiệt độ t
0
0

C
α
là hệ số nhiệt điện trở ( K
-1
) phụ thuộc vào nhiệt độ , độ sạch và chế độ gia công vật liệu đó
III/ Điện trở suất của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn :

Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể cản trở chuyển động của hạt tải điện làm cho điện trở của kim loại
phụ thuộc nhiệt độ . Đến gần 0K , điện trở của kim loại rất nhỏ . Vật liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu
dẫn khi nhiệt độ T
≤
T
C
IV/ Hiện tượng nhiệt điện :
Cặp nhiệt điện là hai dây kim loại khác bản chất , hai đầu hàn vào nhau . Khi nhiệt độ hai mối hàn T
1
, T
2

khác nhau , trong mạch có suất điện động nhiệt điện

(
)
21
TT
T
−=
αξ
với
T
α
là hệ số nhiệt điện động