Tài liệu lí thuyết Vật Lí 11

Hiệu ñiện thế: Hiệu ñiện thế giữa 2 ñiểm trong ñiện trường là ñại lượng ñặc trưng cho khả năng thực hiện công của ñiện trường khi có 1 ñiện tích di chuyển giữa 2 ñiểm ñó.. VẬT DẪN TRONG[r]

21 F

12 F

q1.q2 >0

r

21 F

12 F

r

q1.q2 < 0

CHƯƠNG I ðIỆN TÍCH – ðIỆN TRƯỜNG

I SỰ NHIỄM ðIỆN

Có 3 cách nhiễm ñiện một vật: Cọ xát, tiếp xúc ,hưởng ứng

II TƯƠNG TÁC ðIỆN

1 ðịnh luật Coulomb

Lực tương tác giữa 2 ñiện tích ñiểm q1; q2 ñặt cách nhau một khoảng r trong môi trường có hằng số ñiện môi ε là F12;F21

có:

- ðiểm ñặt: trên 2 ñiện tích

- Phương: ñường nối 2 ñiện tích

- Chiều: + Hướng ra xa nhau nếu q1.q2 > 0 (q1; q2 cùng dấu)

+ Hướng vào nhau nếu q1.q2 < 0 (q1; q2 trái dấu)

- ðộ lớn: 1 22

.

q q

F k

r ε

2 2

N m C

  (ghi chú: F là lực tĩnh ñiện)

- Biểu diễn:

2 Vật dẫn ñiện, ñiện môi:

+ Vật (chất) có nhiều ñiện tích tự do → dẫn ñiện

+ Vật (chất) có chứa ít ñiện tích tự do → cách ñiện (ñiện môi)

3 ðịnh luật bảo toàn ñiện tích: Trong 1 hệ cô lập về ñiện (hệ không trao ñổi ñiện tích với các hệ khác) thì tổng ñại số các ñiện tích trong hệ là 1 hằng số

III ðIỆN TRƯỜNG

1 Khái niệm: Là môi trường tồn tại xung quanh ñiện tích và tác dụng lực lên ñiện tích khác ñặt trong nó

2 Cường ñộ ñiện trường: Là ñại lượng ñặc trưng cho ñiện trường về khả năng tác dụng lực

E q F q

F

E

=

⇒

q > 0 : F
cùng phương, cùng chiều với E

q < 0 : F

cùng phương, ngược chiều với E

3 ðường sức ñiện trường: Là ñường ñược vẽ trong ñiện trường sao cho hướng của tiếp tưyến tại bất kỳ ñiểm nào trên ñường cũng trùng với hướng của véc tơ CððT tại ñiểm ñó

4 Tính chất của ñường sức:

- Qua mỗi ñiểm trong ñ.trường ta chỉ có thể vẽ ñược 1 và chỉ 1

ñường sức ñiện trường

- Các ñường sức ñiện là các ñường cong không kín,nó xuất phát

từ các ñiện tích dương,tận cùng ở các ñiện tích âm

- Các ñường sức ñiện không bao giờ cắt nhau

- Nơi nào có CððT lớn hơn thì các ñường sức ở ñó vẽ mau và

ngược lại

5 ðiện trường ñều:

- Có véc tơ CððT tại mọi ñiểm ñều bằng nhau

- Các ñường sức của ñiện trường ñều là các ñường thẳng song

song cách ñều nhau

6 Véctơ cường ñộ ñiện trường E
do 1 ñiện tích ñiểm Q gây ra tại một ñiểm M:

Véctơ cường ñộ ñiện trường E
do 1 ñiện tích ñiểm Q gây ra tại một ñiểm M cách Q một ñoạn r có:

- ðiểm ñặt: Tại M

- Phương: ñường nối M và Q

- Chiều: Hướng ra xa Q nếu Q > 0

Hướng vào Q nếu Q <0

.

Q

E k

r ε

2 2

N m C

- Biểu diễn:

7 Nguyên lí chồng chất ñiện trường: E E1 E2 En

Xét trường hợp tại ñiểm ñang xét chỉ có 2 cường ñộ ñiện trường thành phần: E E1 E2

+



( )

+

2 .cos

2

α

IV CÔNG CỦA LỰC ðIỆN TRƯỜNG

1 Khái niệm: Công của lực ñiện tác dụng vào 1 ñiện tích không phụ thuộc vào dạng của ñường ñi của ñiện tích mà chỉ phụ thuộc vào vị trí ñiểm ñầu,ñiểm cuối của ñường ñi trong ñiện trường

AMN = q.E.M'N' = q.E.dMN

(với dMN = ' '

N

M là ñộ dài ñại số của hình chiếu của ñường ñi MN lên trục toạ ñộ ox với chiều dương của trục ox là chiều của ñường sức)

2 Liên hệ giữa công của lực ñiện và hiệu thế năng của ñiện tích:

AMN = WM - WN = q VM - q.VN =q.UMN

3 Hiệu ñiện thế: Hiệu ñiện thế giữa 2 ñiểm trong ñiện trường là ñại lượng ñặc trưng cho khả năng thực hiện công của ñiện trường khi có 1 ñiện tích di chuyển giữa 2 ñiểm ñó

4 Liên hệ giữa E và U:

' '

N M

U

E = MN hay :

d

U

E =

* Ghi chú: công thức chung cho 3 phần 6, 7, 8:

.

MN

A

q

V VẬT DẪN TRONG ðIỆN TRƯỜNG

- Khi vật dẫn ñặt trong ñiện trường mà không có dòng ñiện chạy trong vật thì ta gọi là vật dẫn cân bằng ñiện

+ Bên trong vật dẫn cân bằng ñiện: cường ñộ ñiện trường bằng không

+ Mặt ngoài vật dẫn cân bằng ñiện: cường ñộ ñiện trường có phương vuông góc với mặt ngoài

+ ðiện thế tại mọi ñiểm trên vật dẫn cân bằng ñiện bằng nhau

+ ðiện tích chỉ phân bố ở mặt ngoài của vật, sự phân bố là không ñều (tập trung ở chỗ lồi nhọn)

M E

VI ðIỆN MÔI TRONG ðIỆN TRƯỜNG

Khi ñặt một khối ñiện môi trong ñiện trường thì nguyên tử của chất ñiện môi ñược kéo dãn ra một chút

và chia làm 2 ñầu mang ñiện tích trái dấu (ñiện môi bị phân cực) Kết quả là trong khối ñiện môi hình thành nên một ñiện trường phụ ngược chiều với ñiện trường ngoài

VII TỤ ðIỆN

1 ðịnh nghĩa: Hệ 2 vật dẫn ñặt gần nhau, mỗi vật là 1 bản tụ

Khoảng không gian giữa 2 bản là chân không hay ñiện môi

2 Tụ ñiện phẳng : có 2 bản tụ là 2 tấm kim loại phẳng có kích thước lớn ,ñặt ñối diện nhau, song song với nhau

3 ðiện dung của tụ: Là ñại lượng ñặc trưng cho khả năng tích ñiện của tụ

Q

C

U

= (ðơn vị là F, mF….)

4 Công thức tính ñiện dung của tụ ñiện phẳng:

d

S C

4 10 9

.

9 π

ε

= Với S là phần diện tích ñối diện giữa 2 bản

Ghi chú : Với mỗi một tụ ñiện có 1 hiệu ñiện thế giới hạn nhất ñịnh, nếu khi sử dụng mà ñặt vào 2 bản tụ hñt lớn hơn hñt giới hạn thì ñiện môi giữa 2 bản bị ñánh thủng

5 Ghép tụ ñiện song song, nối tiếp :

Cách mắc : Bản thứ hai của tụ 1 nối với bản thứ nhất

của tụ 2, cứ thế tiếp tục

Bản thứ nhất của tụ 1 nối với bản thứ nhất của tụ 2, 3, 4 …

ðiện tích Qb = Q1 = Q2 = … = Qn Qb = Q1 + Q2 + … + Qn

Hiệu ñiện thế Ub = U1 + U2 + … + Un Ub = U1 = U2 = … = Un

ðiện dung

Cb = C +C + +C

Cb = C1 + C2 + … + Cn

Ghi chú Cb < C1, C2 … Cn Cb > C1, C2, C3

6 Năng lượng của tụ ñiện:

2 2

W

C

7 Năng lượng ñiện trường: Năng lượng của tụ ñiện chính là năng lượng của ñiện trường trong tụ ñiện 8.Tụ ñiện phẳng:

2 9

9.10 8.

E V

π

Với V=S.d là thể tích khoảng không gian giữa 2 bản tụ ñiện phẳng

9 Mật ñộ năng lượng ñiện trường:

2 8

w

ε π

CHƯƠNG II DÒNG ðIỆN KHÔNG ðỔI

I DÒNG ðIỆN

1 Dòng ñiện: Dòng ñiện là dòng các ñiện tích (các hạt tải ñiện) di chuyển có hướng

2 Quy ước: Chiều quy ước của dòng ñiện là chiều dịch chuyển có hướng của các ñiện tích dương

3 Tác dụng của dòng ñiện:

Tác dụng từ (ñặc trưng)

Tác dụng nhiệt

Tác dụng hoá học tuỳ theo môi trường

4 Cường ñộ dòng ñiện: Cường ñộ dòng ñiện là ñại lượng cho biết ñộ mạnh của dòng ñiện ñược tính bởi:

∆q

I =

∆t q: ñiện lượng di chuyển qua các tiết diện thẳng của vật dẫn

∆t: thời gian di chuyển, (∆t→0: I là cường ñộ tức thời)

Dòng ựiện có chiều và cường ựộ không thay ựổi theo thời gian ựược gọi là dòng ựiện không ựổi (cũng gọi

là dòng ựiệp một chiều) Cường ựộ của dòng ựiện này có thể tắnh bởi: q

I = t

Trong ựó q là ựiện lượng dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong thời

gian t

Ghi chú:

a) Cường ựộ dòng ựiện không ựổi ựược ựo bằng ampe kế (hay miliampe kế, ) mắc xen vào mạch ựiện (mắc nối tiếp)

b) Với bản chất dòng ựiện và ựịnh nghĩa của cường ựộ dòng ựiện như trên ta suy ra:

* cường ựộ dòng ựiện có giá trị như nhau tại mọi ựiểm trên mạch không phân nhánh

* cường ựộ mạch chắnh bằng tổng cường ựộ các mạch rẽ

II đỊNH LUẬT ÔM đỐI VƠI đOẠN MẠCH CHỈ CÓ đIÊN TRỞ

1 định luật: Cường ựộ dòng ựiện chạy qua ựoạn mạch có có ựiện trở R: U

I =

R (A)

- tỉ lệ thuận với hiệu ựiện thế hai ựầu ựoạn mạch

- tỉ lệ nghịch với ựiện trở

Nếu có R và I, có thể tắnh hiệu ựiện thế như sau : U = VA - VB = I.R; I.R: gọi là ựộ giảm thế (ựộ sụt thế hay sụt áp) trên ựiện trở

Công thức của ựịnh luật ôm cũng cho phép tắnh ựiện trở: U

R =

I (Ω)

2 đặc tuyến V - A (vôn - ampe):

đó là ựồ thị biểu diễn I theo U còn gọi là ựường ựặc trưng vôn - ampe

đối với vật dẫn kim loại (hay hợp kim) ở nhiệt ựộ nhất ựịnh ựặc tuyến V ỜA là

ựoạn

ựường thẳng qua gốc các trục: R có giá trị không phụ thuộc U (vật dẫn tuân theo ựịnh luật

ôm)

Ghi chú : Nhắc lại kết quả ựã tìm hiểu ở lớp 9

a điện trở mắc nối tiếp: ựiện trở tương ựương ựược tắnh bởi:

Rm = Rl + R2+ R3+ Ầ + Rn

Im = Il = I2 = I3 =Ầ = In

Um = Ul + U2+ U3+Ầ + Un

b điện trở mắc song song: ựiện trở tương ựương ựược tắnh bởi:

1

R = 1 + 1 + 1 + ⋅⋅⋅ + 1

Im = Il + I2 + Ầ + In

Um = Ul = U2 = U3 = Ầ = Un

c điện trở của dây ựồng chất tiết diện ựều: R =ρ l

S ρ: ựiện trở suất (Ωm)

l: chiều dài dây dẫn (m)

S: tiết diện dây dẫn (m2)

III NGUỒN đIỆN

Nguồn ựiện là thiết bị tạo ra và duy trì hiệu ựiện thế ựể duy trì dòng ựiện Mọi nguồn ựiện ựều có hai cực, cực dương (+) và cực âm (-)

để ựơn giản hoá ta coi bên trong nguồn ựiện có lực lạ làm di chuyển các hạt tải ựiện (êlectron; Ion) ựể giữ cho:

* một cực luôn thừa êlectron (cực âm)

* một cực luôn thiếu ẽlectron hoặc thừa ắt êlectron hơn bên kia (cực dương)

A

I

R

I

U

I

m m m

U

I = R

Rn

R3

R2

R1

m m m

U

I = R

Khi nối hai cực của nguồn ựiện bằng vật dẫn kim loại thì các êlectron từ cực (-) di chuyển qua vật dẫn về cực (+)

Bên trong nguồn, các êlectron do tác dụng của lực lạ di chuyển từ cực (+) sang

cực (-) Lực lạ thực hiện công (chống lại công cản của trường tĩnh ựiện)

Công này ựược gọi là công của nguồn ựiện

đại lượng ựặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn ựiện gọi là

suất ựiện ựộng E ựược tắnh bởi:

q

A

=

E (ựơn vị của E là V)

trong ựó : A là công của lực lạ làm di chuyển ựiện tắch từ cực này sang

cực kia của nguồn ựiện

|q| là ựộ lớn của ựiện tắch di chuyển

Ngoài ra, các vật dẫn cấu tạo thành nguồn ựiện cũng có ựiện trở gọi là ựiện trở trong r của nguồn ựiện

IV PIN VÀ ACQUY

1 Pin ựiện hoá:

Khi nhúng một thanh kim loại vào một chất ựiện phân thì giữa kim loại và

chất ựiện phân hình thành một hiệu ựiện thế ựiện hoá

Khi hai kim loại nhúng vào chất ựiện phân thì các hiệu ựiện thế ựiện hoá

của chúng khác nhau nên giữa chúng tồn tại một hiệu ựiện thế xác ựịnh

đó là cơ sở ựể chế tạo pìn ựiện hoá

Pin ựiện hoá ựược chế tạo ựầu tiên là pin Vôn-ta (Volta) gồm một thanh Zn và một thanh Cu nhúng vào dung dịch H2SO4 loãng

Chênh lệch giữa các hiệu ựiện thế ựiện hoá là suất ựiện ựộng của pin: E = 1,2V

2 Acquy:

Acquy ựơn giản và cũng ựược chế tạo ựầu tiên là acquy chì (còn gọi là

acquy axit ựể phân biệt với acquy kiềm chế tạo ra về sau)

gồm:

* cực (+) bằng PbO2

* cực (-) bằng Pb

nhúng vào dung dịch H2SO4 loãng

Do tác dụng của axit, hai cực của acquy tắch ựiện trái dấu và hoạt

ựộng như pin ựiện hoá có suất ựiện ựộng khoảng 2V

Khi hoạt ựộng các bản cực của acquy bị biến ựổi và trở thành giống nhau (có lớp PbSO4 Phủ bên ngoài) Acquy không còn phát ựiện ựược Lúc ựó phải mắc acquy vào một nguồn ựiện ựể phục hồi các bản cực ban ựầu (nạp ựiện) Do ựó acquy có thể sử dụng nhiều lần

Mỗi acquy có thể cung cấp một ựiện lượng lớn nhất gọi là dung lượng và thường tắnh bằng ựơn vị ampe-giờ (Ah) 1Ah = 3600C

V đIỆN NĂNG VÀ CÔNG SUẤT đIỆN - đỊNH LUẬT JUN Ờ LENXƠ

A CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA DÒNG đIỆN CHẠY QUA MỘT đOẠN MẠCH

1 Công: Công của dòng ựiện là công của lực ựiện thực hiện khi làm di chuyển các ựiện tắch tự do trong ựoạn mạch

Công này chắnh là ựiện năng mà ựoạn mạch tiêu thụ và ựược tắnh bởi: A = U.q = U.I.t (J)

U : hiệu ựiện thế (V)

I : cường ựộ dòng ựiện (A)

q : ựiện lượng (C)

t : thời gian (s)

2 Công suất: Công suất của dòng ựiện ựặc trưng cho tốc ựộ thực hiện công của nó đây cũng chắnh là công suất ựiện tiêu thụ bởi ựoạn mạch

Ta có : P A U I

t

I

U

3 ðịnh luật Jun - Len-xơ: Nếu ñoạn mạch chỉ có ñiện trở thuần R, công của lực ñiện chỉ làm tăng nội năng của vật dẫn Kết quả là vật dẫn nóng lên và toả nhiệt

Kết hợp với ñịnh luật ôm ta có:

2 2 U

R

4 ðo công suất ñiện và ñiện năng tiêu thụ bởi một ñoạn mạch: Ta dùng một ampe - kế ñể ño cường ñộ dòng ñiện và một vôn - kế ñể ño hiệu ñiện thế

Công suất tiêu thụ ñược tính bởi: P = U.I (W)

- Người ta chế tạo ra oát-kế cho biết P nhờ ñộ lệch của kim chỉ thị

- Trong thực tế ta có công tơ ñiện (máy ñếm ñiện năng) cho biết công dòng ñiện tức ñiện năng tiêu thụ tính ra kwh (1kwh = 3,6.106J)

B CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA NGUỒN ðIỆN

1 Công: Công của nguồn ñiện là công của lực lạ khi làm di chuyển các ñiện tích giữa hai cực ñể duy trì hiệu ñiện thế nguồn ðây cũng là ñiện năng sản ra trong toàn mạch

Ta có : A = q.E = E I.t (J)

E: suất ñiện ñộng (V)

I: cường ñộ dòng ñiện (A)

q : ñiện tích (C)

2 Công suất:

Ta có : P A

t

= = E I

C CÔNG VÀ CÔNG SUẤT CỦA CÁC DỤNG CỤ TIÊU THỤ ðIỆN Hai loại dụng cụ tiêu thụ ñiện:

1 Công và công suất của dụng cụ toả nhiệt:

- Công (ñiện năng tiêu thụ):

2 2 U

R

= = ⋅ (ñịnh luật Jun - Len-xơ)

- Công suất:

2 2

P R I

R

2 Công và công suất của máy thu ñiện:

a Suất phản ñiện: Máy thu ñiện có công dụng chuyển hoá ñiện năng thành các dạng năng lượng khác không phải là nội năng (cơ năng; hoá năng ; )

Lượng ñiện năng này (A’) tỉ lệ với ñiện lượng truyền qua máy thu ñiện

A’ = Ep.q = Ep.I.t

Ep: ñặc trưng cho khả năng biến ñổi ñiện năng thành cơ năng, hoá năng, của máy thu ñiện và gọi là suất phản ñiện

- Ngoài ra cũng có một phần ñiện năng mà máy thu ñiện nhận từ dòng ñiện ñược chuyển thành nhiệt vì máy có ñiện trở trong rp

Q’ = rp.I2.t

- Vậy công mà dòng ñiện thực hiện cho máy thu ñiện tức là ñiện năng tiêu thụ bởi máy thu ñiện là:

A = A' + Q' = Ep.I.t + rp.I2.t

- Suy ra công suất của máy thu ñiện:

A

P

t

= = Ep.I + rp.I2 Ep.I: công suất có ích; rp.I2: công suất hao phí (toả nhiệt)

b Hiệu suất của máy thu ñiện:

Tổng quát : H(%) = =

* dụng cụ toả nhiệt

* máy thu ñiện

ðiện năng có ích ðiện năng tiêu thụ

công suất có ích công suất tiêu thụ

Với máy thu ñiện ta có: (%) . 1

= EEEE = EEEE = − ⋅ Ghi chú : Trên các dụng cụ tiêu thụ ñiện có ghi hai chi số: (Ví dụ: 100W-220V)

* Pñ: công suất ñịnh mức

* Uñ: hiệu ñiện thế ñịnh mức

VI ðỊNH LUẬT ÔM TOÀN MẠCH, CÁC LOẠI ðOẠN MẠCH

A ðỊNH LUẬT ÔM TOÀN MẠCH

1 Cường ñộ dòng ñiện trong mạch kín: I

r R

= + EEEE

- tỉ lệ thuận với suất ñiện ñộng của nguồn ñiện

- tỉ lệ nghịch với ñiện trở toàn phần của mạch

Ghi chú:

* Có thể viết : E = (R + r).I = R.I + r.I = UAB + r.I

Nếu I = 0 (mạch hở) hoặc r << R thì E = U

* Ngược lại nếu R = 0 thì I

r

= EEEE : dòng ñiện có cường ñộ rất lớn; nguồn ñiện bị ñoản mạch

* Nếu mạch ngoài có máy thu ñiện (Ep;rP) thì ñịnh luật ôm trở thành:

p p

I

R r r

= + +

E - E

* Hiệu suất của nguồn ñiện:

(%) U 1 r I

B ðỊNH LUẬT ÔM ðỐI VƠI CÁC LOẠI MẠCH ðIỆN

1 ðịnh luật Ohm chứa nguồn (máy phát): UAB

I

r R

+

= + EEEE

ðối với nguồn ñiện E: dòng ñiện ñi vào cực âm và ñi ra từ cực dương

UAB: tính theo chiều dòng ñiện ñi từ A ñến B qua mạch (UAB = - UBA)

2 ðịnh luật Ohm cho ñoạn mạch chứa máy thu ñiện: AB p

p

U I

−

= +

EEEE

ðối với máy thu E p: dòng ñiện ñi vào cực dương và ñi ra từ cực âm

UAB: tính theo chiều dòng ñiện ñi từ A ñến B qua mạch

3 Công thức tổng quát của ñịnh luật Ohm cho ñoạn mạch gồm máy phát và thu ghép nối tiếp:

p

U

I

=

∑ ∑

∑ ∑EEEE EEEE

Chú ý:

UAB: Dòng ñiện ñi từ A ñến B (Nếu dòng ñiện ñi ngược lại là: -UAB)

E: nguồn ñiện (máy phát)

E p: máy thu

I > 0: Chiều dòng ñiện cùng chiều ñã chọn

I < 0: Chiều dòng ñiện ngược chiều ñã chọn

I

I

I

E p,rp

A

B

E,r

R

I

A

B

E,r

R

I Ep,rp

R: Tổng ñiện trở ở các mạch ngoài

∑r: Tổng ñiện trở trong của các bộ nguồn máy phát

∑rp: Tổng ñiện trở trong của các bộ nguồn máy thu

4 Mắc nguồn ñiện thành bộ:

a Mắc nối tiếp:

r r r r r

EE EE EE EE EE

chú ý: Nếu có n nguồn giống nhau:

b

r n r

=

=

b Mắc xung ñối: 1 2

b b

= +

EE EE EE

c Mắc song song ( các nguồn giống nhau):

b

b

r r n

=

=

d Mắc hỗn hợp ñối xứng (các nguồn giống nhau):

Gọi:

m: là số nguồn trong một dãy (hàng ngang)

n: là số dãy (hàng dọc)

b

b

m

m r

r

n

=

=

Tổng số nguồn trong bộ nguồn:

N = n.m

CHƯƠNG III DÒNG ðIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

1 Dòng ñiện trong kim loại

- Các tính chất ñiện của kim loại có thể giải thích ñược dựa trên sự có mặt của các electron tự do trong kim loại Dòng ñiện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do

- Trong chuyển ñộng, các êlectron tự do luôn luôn va chạm với các ion dao ñộng quanh vị trí cân bằng ở các nút mạng và truyền một phần ñộng năng cho chúng Sự va chạm này là nguyên nhân gây ra ñiện trở của dây dânx kim loại và tác dụng nhiệt ðiện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt ñộ

- Hiện tượng khi nhiệt ñộ hạ xuống dưới nhiệt ñộ Tc nào ñó, ñiện trở của kim loại (hay hợp kim) giảm ñột ngột ñến giá trị bằng không, là hiện tượng siêu dẫn

2 Dòng ñiện trong chất ñiện phân

- Dòng ñiện trong chất ñiện phân là dòng chuyển dịch có hướng của các ion dương về catôt và ion âm về anôt Các ion trong chất ñiện phân xuất hiện là do sự phân li của các phân tử chất tan trong môi trường dung môi

Khi ñến các ñiện cực thì các ion sẽ trao ñổi êlectron với các ñiện cực rồi ñược giải phóng ra ở ñó, hoặc tham gia các phản ứng phụ Một trong các phản ứng phụ là phản ứng cực dương tan, phản ứng này xảy ra trong các bình ñiện phân có anôt là kim loại mà muối cẩu nó có mặt trong dung dịch ñiện phân

- ðịnh luật Fa-ra-ñây về ñiện phân

Khối lượng M của chất ñược giải phóng ra ở các ñiện cực tỉ lệ với ñương lượng gam

n

A của chất ñó và với ñiện lượng q ñi qua dung dịch ñiện phân

E1,r E2,r E3,r En,r

Eb,rb

E1,r1 E2,r2

E1,r1 E2,r2 E,r

E,r

E,r

n

A

F

1

M = với F ≈ 96500 (C/mol)

3 Dòng ñiện trong chất khí

- Dòng ñiện trong chất khí là dòng chuyển dịch có hướng của các ion dương về catôt, các ion âm và êlectron về anôt

Khi cường ñộ ñiện trường trong chất khí còn yếu, muốn có các ion và êlectron dẫn ñiện trong chất khí cần phải có tác nhân ion hoá (ngọn lửa, tia lửa ñiện ) Còn khi cường ñộ ñiện trường trong chất khí ñủ mạnh thì có xảy ra sự ion hoá do va chạm làm cho số ñiện tích tự do (ion và êlectron) trong chất khí tăng vọt lên (sự phóng ñiện tự lực)

Sự phụ thuộc của cường ñộ dòng ñiện trong chất khí vào hiệu ñiện thế giữa anôt và catôt có dạng phức tạp, không tuân theo ñịnh luật Ôm (trừ hiệu ñiện thế rất thấp)

- Tia lửa ñiện và hồ quang ñiện là hai dạng phóng ñiện trong không khí ở ñiều kiện thường

Cơ chế của tia lửa ñiện là sự ion hoá do va chạm khi cường ñộ ñiện trường trong không khí lớn hơn 3.105 (V/m)

- Khi áp suất trong chất khí chỉ còn vào khoảng từ 1 ñến 0,01mmHg, trong ống phóng ñiện có sự phóng ñiện thành miền: ngay ở phần mặt catôt có miền tối catôt, phần còn lại của ống cho ñến anôt là cột sáng anốt

Khi áp suất trong ống giảm dưới 10-3mmHg thì miền tối catôt sẽ chiếm toàn bộ ống, lúc ñó ta có tia catôt Tia catôt là dòng êlectron phát ra từ catôt bay trong chân không tự do

4 Dòng ñiện trong chân không

- Dòng ñiện trong chân không là dòng chuyển dịch có hướng của các êlectron bứt ra từ catôt bị nung nóng

do tác dụng của ñiện trường

ðặc ñiểm của dòng ñiện trong chân không là nó chỉ chạy theo một chiều nhất ñịnh tư anôt sang catôt

5 Dòng ñiện trong bán dẫn

- Dòng ñiện trong bán dẫn tinh khiết là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do và lỗ trống Tuỳ theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, mà bán dẫn thuộc một trong hai loại là bán dẫn loại n

và bán dẫn loại p Dòng ñiện trong bán dẫn loại n chủ yếu là dòng êlectron, còn trong bán dẫn loại p chủ yếu là dòng các lỗ trống

Lớp tiếp xúc giữa hai loại bán dẫn p và n (lớp tiếp xúc p – n) có tính dẫn ñiện chủ yếu theo một chiều nhất ñịnh từ p sang n

CHƯƠNG IV TỪ TRƯỜNG

A TỪ TRƯỜNG

I TỪ TRƯỜNG

1 Tương tác từ

Tương tác giữa nam châm với nam châm, giữa dòng ñiện với nam châm và giữa dòng ñiện với dòng ñiện ñều gọi là tương tác từ Lực tương tác trong các trường hợp ñó gọi là lực từ

2 Từ trường

- Khái niệm từ trường: Xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dòng ñiện có từ trường

Tổng quát: Xung quanh ñiện tích chuyển ñộng có từ trường

- Tính chất cơ bản của từ trường: Gây ra lực từ tác dụng lên một nam châm hay một dòng ñiện ñặt trong

nó

- Cảm ứng từ: ðể ñặc trưng cho từ trường về mặt gây ra lực từ, người ta ñưa vào một ñại lượng vectơ gọi

là cảm ứng từ và kí hiệu là B

Phương của nam châm thử nằm cân bằng tại một ñiểm trong từ trường là phương của vectơ cảm ứng từ B

của từ trường tại ñiểm ñó Ta quy ước lấy chiều từ cực Nam sang cực Bắc của nam châm thử là chiều của B

3 ðường sức từ

ðường sức từ là ñường ñược vẽ sao cho hướng của tiếp tuyến tại bất kì ñiểm nào trên ñường cũng trùng với hướng của vectơ cảm ứng từ tại ñiểm ñó

4 Các tính chất của ñường sức từ:

- Tại mỗi ñiểm trong từ trường, có thể vẽ ñược một ñường sức từ ñi qua và chỉ một mà thôi

- Các ñường sức từ là những ñường cong kín Trong trường hợp nam châm, ở ngoài nam châm các ñường sức từ ñi ra từ cực Bắc, ñi vào ở cực Nam của nam châm

- Các ñường sức từ không cắt nhau

- Nơi nào cảm ứng từ lớn hơn thì các ñường sức

từ ở ñó vẽ mau hơn (dày hơn), nơi nào cảm ứng

từ nhỏ hơn thì các ñường sức từ ở ñó vẽ thưa hơn

5 Từ trường ñều

Một từ trường mà cảm ứng từ tại mọi ñiểm ñều bằng nhau gọi là từ trường ñều

II PHƯƠNG, CHIỀU VÀ ðỘ LỚN CỦA LỰC TỪ TÁC DỤNG LÊN DÂY DẪN MANG DÒNG ðIỆN

1 Phương : Lực từ tác dụng lên ñoạn dòng ñiện có phương vuông góc với mặt phẳng chứa ñoạn dòng ñiện và cảm ứng tại ñiểm khảo sát

2 Chiều lực từ : Quy tắc bàn tay trái

Quy tắc bàn tay trái : ðặt bàn tay trái duỗi thẳng ñể các ñường cảm ứng từ xuyên vào lòng bàn tay và chiều từ cổ tay ñến ngón tay trùng với chiều dòng ñiện Khi ñó ngón tay cái choãi ra 90o sẽ chỉ chiều của lực từ tác dụng lên ñoạn dây dẫn

3 ðộ lớn (ðịnh luật Am-pe) Lực từ tác dụng lên ñoạn dòng ñiện cường ñộ I, có chiều dài l hợp với từ trường ñều B một góc α: F = BIl sinα

B ðộ lớn của cảm ứng từ Trong hệ SI, ñơn vị của cảm ứng từ là tesla, kí hiệu là T

III NGUYÊN LÝ CHỒNG CHẤT TỪ TRƯỜNG

Giả sử ta có hệ n nam châm( hay dòng ñiện ) Tại ñiểm M, Từ trường chỉ của nam châm thứ nhất là B , 1 chỉ của nam châm thứ hai là B , …, chỉ của nam châm thứ n là 2 Bn Gọi B là từ trường của hệ tại M thì:B=B1+B2+ +Bn

B TỪ TRƯỜNG CỦA DÒNG ðIỆN CHẠY TRONG DÂY DẪN CÓ HINH DẠNG ðẶC BIỆT

1 Từ trường của dòng ñiện chạy trong dây dẫn thẳng dài

Vectơ cảm ứng từ B
tại một ñiểm ñược xác ñịnh:

- ðiểm ñặt tại ñiểm ñang xét

- Phương tiếp tuyến với ñường sức từ tại ñiểm ñang xét

- Chiều ñược xác ñịnh theo quy tắc nắm tay phải

- ðộ lớn B = 2.10-7

r

I

2 Từ trường của dòng ñiện chạy trong dây dẫn uốn thành vòng tròn

Vectơ cảm ứng từ tại tâm vòng dây ñược xác ñịnh:

- Phương vuông góc với mặt phẳng vòng dây

- Chiều là chiều của ñường sức từ: Khum bàn tay phải theo vòng day của khung dây sao cho chiều từ cổ tay ñến các ngón tay trùng với chiều của dòng ñiện trong khung , ngón tay cái choảy ra chỉ chiều ñương sức từ xuyên qua mặt phẳng dòng ñiện

- ðộ lớn

R

NI 10 2

B= π − 7

R: Bán kính của khung dây dẫn

I: Cường ñộ dòng ñiện

N: Số vòng dây

3 Từ trường của dòng ñiện chạy trong ống dây

dẫn

B