Tài liệu BAI 13: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

III- ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN.. Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các êlectron tự do với mật độ không đổi chuyển động hỗn loạn tạo

Trang 3

DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

Bài 13

Trang 4

BÀI 13: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

I- BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

III- ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP

VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN

II- SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA

KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ.

IV- HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN

Trang 5

1 Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại

Trang 7

a Trong kim loại ,các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể Nhịêt độ càng cao ,dao

động nhiệt càng mạnh ,mạng tinh thể càng trở nên mất trật

tự

Trang 9

b Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các

êlectron tự do với mật độ không đổi chuyển động hỗn loạn tạo thành khí êlectron tự do choán toàn bộ kim loại nhưng chưa tạo thành dòng điện.

Tại sao gọi là electron tự do, khí electron

tự do trong kim loại?

Tại sao gọi là electron tự do, khí electron

tự do trong kim loại?

Trang 10

Mô hình sợi dây kim loại và các Electron tự

do bên trong

Trang 11

HÃY QUAN

SÁT

HÃY QUAN

SÁT

Trang 13

c Điện trường do nguồn điện sinh ra đẩy khí electron tự do

chuyển động ngược chiều điện trường ,tạo ra dòng điện

Trang 14

+

E

HÃY QUAN SÁTVÀ NÊU NHẬN XÉT

Trang 15

Nhận xét : Sự va chạm của các Ion dương kim loại vào các electron chuyển động có hướng là nguyên nhân gây

ra điện trở của kim loại

Trang 16

d Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động có

hướng của các electron tự do là nguyên nhân gây ra điện trở

của kim loại

Trang 17

BÀI 13: DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI I- BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

d Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động có hướng của các

electron tự do là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại

c Điện trường do nguồn điện sinh ra đẩy khí electron tự do chuyển động ngược chiều điện trường ,tạo ra dòng điện

b Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các êlectron tự do với mật độ không đổi chuyển động hỗn loạn tạo thành khí êlectron tự do choán

toàn bộ kim loại nhưng chưa tạo thành dòng điện.

a Trong kim loại ,các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion

dương Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể Nhịêt độ càng cao ,dao động nhiệt càng mạnh ,mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự

Trang 18

2 Bản chất của dòng điện trong kim loại

Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có

hướng của các elctrron tự do dưới tác dụng của điện trường

Vậy hạt tải điện trong kim loại là hạt nào ;bản chất của dòng điện trong kim loại là gì ?

Trang 19

 Các tính chất của dòng điện trong kim loại

- Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt

- Dòng điện chạy trong kim loại tuân theo định luật Ôm

( nếu nhiệt độ kim loại được giữ không đổi )

- Kim loại là chất dẫn điện tốt : mật độ electron tự do 10 28 /m 3

Trang 20

II- SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA

KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ.

Trang 21

0 3

Thí nghiệm chứng tỏ điều gì ?

Quan sát thí nghiệm sau :

Trang 22

Nhận xét:

tăng làm cho

điện trở của

kim loại tăng

Vậy tại sao điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ

tăng?

Vậy tại sao điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ

tăng?

Trang 23

II - SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM

LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ

 = 0[1+ α (t – tt – t0)]]

- Với  0 là điện trở suất ở t 0 0 C (t – t thường 20 0 C )]

- Hệ số nhiệt điện trở α (t – tK -1 )]phụ thuộc vào :

+ Bản chất kim loại + Nhiệt độ

+ Độ sạch của kim loại + Chế độ gia công vật liệu

- Với  0 là điện trở suất ở t 0 0 C (t – t thường 20 0 C )]

- Hệ số nhiệt điện trở α (t – tK -1 )]phụ thuộc vào :

+ Bản chất kim loại + Nhiệt độ

+ Độ sạch của kim loại + Chế độ gia công vật liệu

Trang 24

II - SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM

LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ

Quan sát Bảng 13.1 SGK /75.

Kim loại nào dẫn điện tốt nhất và tại sao chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế điện trở dùng trong công

nghiệp ?

Quan sát Bảng 13.1 SGK /75.

Kim loại nào dẫn điện tốt nhất và tại sao chọn dây bạch kim để làm nhiệt kế điện trở dùng trong công

nghiệp ?

Trang 25

) 10



T(K)

400 800 1200 2

4 6 8 10 12

III -ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP

HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN.

* Sự biến thiên của điện trở suất theo nhiệt độ

Trang 26

) 10



2 4 6 8 10 12

Quan sát đồ thị : Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất thay đổi thế

nào ?

Quan sát đồ thị : Khi nhiệt độ giảm thì điện trở suất thay đổi thế

nào ?

Trang 27

Heike Kammerlingh Onnes (t – t 1853 - 1926 )]

*Nhà Vật lý ngưòi Hà Lan Giải Noben năm 1913

Trang 28

1 Hiện tượng siêu dẫn

Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ TC nào đó ,

điện trở của kim loại ( hợp kim ) giảm đột ngột đến giá trị bằng không Hiện tượng đó được gọi là

hiện tượng siêu dẫn

Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau

thế nào ?

Điện trở của kim loại thường và siêu dẫn khác nhau

thế nào ?

Trang 29

2 Ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn

Có nhiều ứng dụng trong thực tế : làm đường cáp siêu dẫn để tải điện ; chế tạo ra nam

châm điện với từ trường cực mạnh

Trang 31

Cần cẩu sử dụng nam châm điện

với cuộn dây siêu dẫn

Trang 32

Động cơ sử dụng các cuộn dây siêu dẫn

Trang 33

IV : Hiện tượng nhiệt điện

Theo thuyết êlectron, khi một sợi kim loại

có nhiệt độ hai đầu khác nhau thì xảy ra hiện tượng gì ?

Các êlectron tự do ở đầu nóng dồn về đầu lạnh Đầu nóng tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm

Ứng dụng hiện tượng này tạo ra cặp nhiệt điện

Trang 34

a Cấu tạo của cặp nhiệt điện

• Là một cặp dây dẫn có bản chất khác nhau và hai đầu của

chúng được hàn với nhau , có nhiệt độ hai mối hàn T 1 ,T 2

khác nhau.

QUAN SÁT

THÍ NGHIỆM SAU ,NÊU HIỆN TƯỢNG ?

QUAN SÁT

THÍ NGHIỆM SAU ,NÊU HIỆN TƯỢNG ?

b Thí nghiệm

Hiện tượng : Khi đốt nóng mối hàn bằng ngọn đèn ,kim

điện kế quay chứng tỏ có dòng điện chạy trong mạch

Trang 35

1 Cấu tạo của cặp nhiệt điện

2 Thí nghiệm

3 Nhận xét.

- Dòng điện ở trên gọi là dòng nhiệt điện

- Suất điện động tạo nên dòng nhiệt điện trong mạch

gọi là suất điện động nhiệt điện

Trang 36

TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN

LÀ GÌ ?

HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN

LÀ GÌ ?

• Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một

mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau gọi là hiện tượng nhiệt điện

Trang 37

 Ba loại cặp nhiệt điện thường dùng :

+ Cặp Platin - platin pha rôđi có αT

Trang 38

- Nhiệt kế nhiệt điện : dùng để

đo nhiệt độ rất cao hoặc rất

thấp

5 Ứng dụng :

- Pin nhiệt điện :ghép nhiều cặp

nhiệt điện được một nguồn.

mV

1

2

Trang 39

Củng cố.

1 Hạt tải điện trong kim loại là :

A Các electron của nguyên tử

B electron ở lớp trong cùng của nguyên tử

C electron hóa trị đã bay tự do ra khỏi tinh thể

D Các electron hóa trị chuyển động tự do trong mạng tinh thể

Sai

Đúng

Trang 40

Đúng

Trang 41

Củng cố.

3 Một mối hàn của một cặp nhiệt điện có hệ số αT = 65 V.K -1

được đặt trong không khí ở 20 0 C ,còn mối hàn kia được nung nóng đến nhiệt độ 232 0 C Suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện đó là :

Tiêu đề	Dòng điện trong kim loại
Chuyên ngành	Vật lý
Thể loại	Bài giảng

Định dạng
Số trang	43
Dung lượng	1,54 MB