bai 13: dong dien trong kim loai

Câu 1:
Dòng điện là:
A) Dòng chuyển dời của các hạt mang điện.
B) Dòng chuyển động 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.
Kiểm tra kiến thức cũ:

Câu 2:
Điều kiện để có dòng điện trong vật dẫn là:
A) Giữa hai đầu một vật có một hiệu điện thế.
B) Giữa hai đầu vật dẫn có một hiệu điện thế.
C) Phải có một vật dẫn.
D) Phải có một nguồn điện.

Bài 13:
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM
LOẠI

I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Cấu trúc mạng tinh thể và sự tạo thành hạt
mang điện trong kim loại:

Kim loại ở thể rắn có cấu trúc
tinh thể, các nguyên tử kim loại
sắp xếp 1 cách đều đặn theo 1
trật tự nhất định trong không
gian.


Trong tinh thể kim loại các
ion dương nằm ở nút mạng,
xung quanh có các e tự do.
a) Cấu trúc mạng tinh thể.

I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Cấu trúc mạng tinh thể và sự tạo thành hạt
mang điện trong kim loại:
a) Cấu trúc mạng tinh thể.
b) Sự tạo thành các hạt mang điện
Nguyên tử đồng mất e hóa trị trở thành ion dương

I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Cấu trúc mạng tinh thể kim loại:
Mô hình mạng tinh
thể đồng

2.1 Trong kim loại các nguyên tử bị mất các e hoá trị và trở
thành ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo
nên mạng tinh thể kim loại. Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt của các
ion càng mạnh, tinh thể càng trở nên mất trật tự.
2.2 Các e hoá trị tách khỏi nguyên tử trở thành các e tự do với
mật độ không đổi. Chúng chuyển động hỗn loạn trở thành khí e tự do
chiếm toàn bộ thể tích kim loại nhưng chưa tạo thành dòng điện.
2.3 Lực điện trường sẽ tác dụng làm các e tự do chuyển động
ngược chiều điện trường tạo ra dòng điện trong kim loại.
2.4 Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của
e tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở kim loại.
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại.

I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

•
Sử dụng thuyết e để :
1.Tìm hiểu đặc điểm của kim loại khi ở điều kiện thường và
khi có điện trường.
2. Giải thích sự gây ra điện trở của kim loại và hiện tượng
toả nhiệt của kim loại khi có dòng điện chạy qua.
3.Hạt tải điện trong kim loại là gì? lý do kim loại dẫn điện
tốt?

Các electron chuyển động hỗn loạn, chưa tạo
thành dòng điện (đèn chưa sáng).
Chuyển động của e khi chưa có điện trường ngoài
•
Nêu các đặc điểm về điện của kim loại ở điều kiện bình
thường ?

•
Hiện tượng gì xảy ra khi đặt vật dẫn kim loại vào điện
trường ngoài ?

I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
E
Chuyển động của e khi có điện trường ngoài

Kết luận:
Không có điện
trường ngoài
Có điện trường

ngoài
Chuyển động của
các e
Kết luận
Hỗn loạn không
ngừng
Có hướng
Không có dòng
điện
Có dòng điện

•
Giải thích sự gây ra điện trở của kim loại?
•
Giải thích hiện tượng toả nhiệt ở kim loại khi có
dòng điện chạy qua?
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
Sự va chạm giữa các electron và ion dương khi có
điện trường
+
-
-
-
-
-
+
+
+

+
+
+
E

•
Nêu bản chất dòng điện trong kim loại?
Hạt tải điện trong kim loại là gì? Lý do kim
loại dẫn điện tốt?
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

Kết luận 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.
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA
KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
Kết quả từ thực nghiệm
( Theo dõi bảng số liệu và đồ thị tương ứng )

Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc điện
trở suất của kim loại theo nhiệt độ.
Kim loại
ρ
0
(Ωm) α(K
-1
)

Bạc
Đồng
Bạch kim
Nhôm
Sắt
1,62.10
-8
10,6.10
-8
1,69.10
-8
2,75.10
-8
9,68.10
-8
Vonfram 5,25.10
-8
4,1.10
-3
4,3.10
-3
3,9.10
-3
4,4.10
-3
6,5.10
-3
4,5.10
-3
Điện trở suất và hệ số nhiệt điện

trở của một số kim loại

II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA
KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
•
Cho biết sự phụ thuộc của điện trở suất kim loại
vào nhiệt độ ?

•
Điện trở suất thay đổi như
thế nào khi nhiệt độ giảm?

Khi nhiệt độ giảm thì
điện trở suất của kim loại
cũng giảm.
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA
KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ

II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA
KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ

Thí nghiệm đã chứng tỏ điện trở suất
ρ
của kim loại
biến thiên theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:
[ ]
)(1
00
tt −+=
αρρ

•
Trong đó ρ
0
là điện trở suất ở t
0
o
C (thường lấy 20
o
C), α
là hệ số nhiệt điện trở có đơn vị đo là K
- 1
.

Hệ số nhiệt điện trở của mỗi kim loại không những
phụ thuộc vào nhiệt độ, mà còn cả độ sạch và chế độ gia
công vật liệu.
Kết quả từ thực nghiệm

Kết luận:

Khi nhiệt độ giảm , chuyển động nhiệt của các ion
trong mạng tinh thể giảm làm cho điện trở suất của
kim loại giảm .

Điện trở suất của kim loại biến thiên tỉ lệ thuận với
nhiệt độ.
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA
KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
. Giải thích

III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ
thấp và hiện tượng siêu dẫn.
Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp:

Khi nhiệt độ càng
giảm mạng tinh thể
càng bớt mất trật tự,
nên sự cản trở của
nó đến các e càng ít,
điện trở suất của
kim loại giảm liên
tục.

Nhiệt độ gần giá trị không điện
trở của các kim loại sạch đều rất bé.