Tóm tắt lý thuyết và ví dụ dòng điện trong các môi trường khác

<span class='text_page_counter'>(1)</span><div class='page_container' data-page=1>

Tuyensinh247.com 1
<b>I </b><b> TĨM TẮT KIẾN THỨC </b>

<b>1. Mơi trường kim loại </b>

 Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do.

 Trong chuyển động, các êlectron tự do luôn va chạm với các ion ở nút mạng và truyền

một phần động năng cho chúng. Sự va chạm này là nguyên nhân gây ra điện trở của dây
dẫn kim loại.

 Cường độ dòng điện chạy qua một dây dẫn I = neSv

trong đó n : mật độ êlectron tự do.
e : điện tích nguyên tốc ( = 1,6.1019

C)

v: vận tốc trung bình của chuyển động có hướng của các e.

S : tiết diện dây dẫn.

 Điện trở dây dẫn :

e
1 l

R = =

ne S S

<i>l</i>

trong đó:

e là độ linh động của êlectron tự do trong kim loại làm dây dẫn.

 : điện trở suất của kim loại (đơn vị m).

+ Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất.





  ₀ 1  (t t )₀

 là hệ số nhiệt điện trở (đơn vị k1)

<b>2. Mơi trường khí. </b>

 Dịng điện trong chất khí là dịng chuyển dời có hướng của các ion dương về catốt,

ion âm và êlectron về anốt.

</div>
<span class='text_page_counter'>(2)</span><div class='page_container' data-page=2>

Tuyensinh247.com 2

 Khi cường độ điện trường trong chất khí đủ mạnh thì xảy ra sự ion hóa do va chạm

cho số điện tích tự do (ion và êlectron) trong chất khí tăng lên rất nhanh.

 Tia lửa điện và hồ quang điện là hai dạng phóng điện trong khơng khí ở điều kiện

thường. Cơ chế của tia lửa điện là sự ion hóa do va chạm khi cường độ điện trường trong

khơng khí lớn hơn 3.105

V/m.

 Khi áp suất trong chất khí giảm dưới 103 mmHg thì trong ống phóng điện có tia
catốt. Đó là dịng êlectron phát ra từ catôt.

<b>3. Môi trường chân không </b>

 Dịng điện trong chân khơng là dịng chuyển dời có hướng của các êlectron bứt ra từ

catốt bị nung nóng.

 Dịng điện trong chân khơng chỉ chạy theo một chiều nhất định từ anốt (cực dương)

sang catôt (cực âm).

<b>4. Môi trường bán dẫn </b>

 Dòng điện trong bán dẫn tinh khiết là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do

và lỗ trống.

 Có thể pha thêm tạp chất vào bán dẫn tinh khiết để tạo thành bán dẫn loại n (hạt mang

điện cơ bản là lỗ trống).

 Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p và n (lớp tiếp xúc p – n) có tính dẫn điện chủ yếu

</div>
<span class='text_page_counter'>(3)</span><div class='page_container' data-page=3>

Tuyensinh247.com 3
<b>II </b><b> MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP </b>

<b>III </b><b> BÀI TẬP </b>

<i><b>1. Bài tập mẫu </b></i>

<b>Bài 1.</b> Một dây dẫn bằng đồng, đường kính tiết diện là d = 1mm, có dịng điện cường độ I

= 2A chạy qua. Cho biết mật độ êlectron tự do là n = 8,45.1028

êlectron/m3. Hãy
tính vận tốc trung bình của các êlectron trong chuyển động có hướng của chúng.

<i>Tóm tắt</i> :

d = 1mm = 103m

I = 2A ; e = 1,6.1019C v?

n = 8,45.1028 êlectron/m3

<i>Bài giải </i>

Ta có cường độ dịng điện InSve

2
0

I I

v

nSe _d

n e

4

  



4

1, 9.10 m / s.



<i><b>2. Bài tập ôn luyện </b></i>

<b>Bài 1.</b> Đồng có nguyên tử khối 63,5 ; khối lượng riêng 8,9 g/cm3 và điện trở suất
1,6.108. Hãy tính

a) Mật độ êlectron tự do của đồng (coi mỗi nguyên tử đồng giải phóng một êlectron
tự do).

b) Độ linh động của êlectron tự do trong kim loại đồng.

<b>Bài 2.</b> Cho biết quãng đường tự do trung bình của một êlectron trong khơng khí ở áp suất

thường là 6

5.10 m.

</div>
<span class='text_page_counter'>(4)</span><div class='page_container' data-page=4>

Tuyensinh247.com 4

hóa do va chạm. Biết rằng muốn thực hiện được sự ion hóa do va chạm thì êlectron

phải có năng lượng khoảng 2,4.1020_{J. Điện tích của êlectron} 19

e

q 1, 6.10 C.

<b>Bài 3.</b> Một dây đồng có điện trở  ở 50oC. Hỏi điện trở dây ở nhiệt độ 100oC là bao
nhiêu. Biết hệ số nhiệt điện trở của đồng là 0,004K1

.

<b>IV </b><b> HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP SỐ </b>
<b>Bài 1.</b> <i>Tóm tắt</i> :

A = 63,5 ; =1,6.108m a) n = ?
D = 8,9 g/cm3 = 8,9.106 g/cm3 b)  _e ?
<i>Bài giải </i>

Xét 1 mol nguyên tử đồng có NA = 6,022.1023 nguyên tử và khối lượng m = 63,5 g

Thể tích của 1 mol nguyên tử là V m.

D



6 3
6

63,5

V 7,13.10 m .

8, 9.10



 

Nếu mỗi nguyên tử đồng giải phóng một êlectron tự do thì mật độ êlectron tự do của
đồng là

23

28

6 3

6, 022.10 ª lectron

.

n 8, 45.10

7,13.10 m

 

Từ công thức

e

1
.
ne

 


Độ linh động của êlectron tự do trong kim loại đồng

e ₈ ₂₈ ₁₉

1 1

ne _{1, 6.10 .8,5.10 .1, 6.10} 

  

</div>
<span class='text_page_counter'>(5)</span><div class='page_container' data-page=5>

Tuyensinh247.com 5

<b>Bài 2.</b> <i>Tóm tắt</i> :

6

5.10 m

  ; W=2,4.1020J ; q 1, 6.1019C.

E = ?

<i>Bài giải </i>

Khi êlectron chuyển động trong điện trường thì dưới tác dụng của lực điện trường,

êlectron sẽ nhận năng lượng có giá trị bằng W q Es.

Giữa hai lần va chạm, êlectron chuyển động được quãng đường

s

 

20

5

19 6

W 2, 4.10

E 0,3.10 V / m.

q _{1, 6.10} _.5.10



 

   


<b>Bài 3.</b> <i>Tóm tắt</i> :

o

0 0

R  37 ;t 50 C R = ?

o 1

t100 C ; 0, 004K
<i>Bài giải </i>

Có R

S

  <i>l</i> ; khi nhiệt độ tăng điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo
hàm bậc nhất nên điện trở kim loại cũng tăng theo quy luật

))
(

( ₀

0 1 α t t

R

R   

</div>

<!--links-->