BI 17 DNG IN TRONG KIM LOI HIN
BÀI 17 : DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN HIỆN TƯỢNG SIÊU ĐẪN
Kim loại làtính chất dẫn điện tốt 1. Các điện Độ lớn của trởloại suất ρ củađiện kim các kim loại rất nhỏ Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại chỉ gây ra tác dụng nhiệt Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm, nếu nhiệt độ kim loại không đổi Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệu độ : ρ = ρ0 [1 + α(t – t 0)]
ρl R= S Điện trở suất l : chiều dài dây dẫn S: Tiết diện dây dẫn
2. Electron tự do trong kim loại Các kim loại ở thể rắn có cấu trúc tinh thể. Trong kim loại, các nguyên tử bị mất êlectron hóa trị trở thành các ion dương Các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn, trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
2. Electron tự do trong kim loại - Các êlectron hóa trị tách khỏi nguyên tử thì chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh thể tạo thành khí êlectron tự do - Các kim loại khác nhau có mật độ êlectron khác nhau - Khi không có tác dụng của điện trường ngoài, chuyển động hỗn loạn của các êlectron tự do không tạo ra dòng điện trong kim loại
2. Giải thích tính chất của kim loại a. Bản chất dòng điện trong kim loại Ban đầu : Cấu trúc mạng tinh thể kim loại gồm các ion dương dao động tại nút mạng , các electrong chuyển động hôn loạn theo mọi hướng khác nhau
2. Giải thích tính chất của kim loại a. Bản chất dòng điện trong kim loại Đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện thế, các electron chịu tác dụng lực điện trường các electron tự do chuyển động có hướng, ngược chiều điện trường
2. Giải thích tính chất của kim loại a. Bản chất dòng điện trong kim loại Do đó, có sự dịch chuyển có hướng của các hạt tải điện hay có dòng điện chạy trong kim loại => dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do ngược chiều điện trường.
2. Giải thích tính chất của kim loại a. Bản chất dòng điện trong kim loại Mật độ hạt tải điện (êlectron tự do) trong kim loại rất lớn khoảng 1028/m 3, vì thế kim loại dẫn điện tốt.
Nguyên nhân gây ra điện trở ? Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại đã cản trở chuyên động có hướng của các êlectron tự do, làm cho chuyển động của êlectron bị lệch hướng. Đó là nguyên nhân cơ bản gây ra điện trở của kim loại
Điện trở của kim loại sẽ như thế nào nếu ta tăng nhiệt độ lên ? Giải thích điều đó Nhiệt độ của kim loại càng cao các ion kim loại càng dao động mạnh (biên độ dao động càng lớn) độ mất trật tự của mạng tinh thể kim loại càng tăng làm tăng sự cản trở chuyển động của êlectron tự do điện trở suất của kim loại tăng.
Tại sao khi có dòng điện chạy qua trong kim loại thì khim loại nóng lên ? Các êlectron tự do chuyển động có gia tốc do tác dụng của lực điện trường và thu được một năng lượng xác định. Năng lượng của chuyển động của các êlectron tự do được truyền cho mạng tinh thể kim loại khi “va chạm”, làm tăng nội năng của kim loại => Kim loại nóng lên
HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
a) CẶP NHIỆT ĐIỆN. DÒNG NHIỆT ĐIỆN Dây đồng WWW. YOURSITE. COM Dây constantan
NHẬN XÉT Có dòng điện chạy giữa dây đồng và constantan nhiệtđộng điệnnhiệt Hiệndây tượng tạo thành dòng suất điện. Suất trong một mạch gồm hainhiệt vật dẫn điện động tạokín nên dòng điện kháctrong nhaumạch khi giữ hàn ở hai nhiệt hai suấtmối điện động nhiệt điện. độ khác nhau gọi là hiện tượng nhiệt điện. Dụng cụ đó là cặp nhiệt điện.
b) CÔNG THỨC CỦA SUẤT ĐIỆN ĐỘNG NHIỆT ĐIỆN Trong đó: αT là hệ số nhiệt điện động (μV/K)
C) ỨNG DỤNG CỦA CẶP NHIỆT ĐIỆN Nhiệt kế nhiệt điện Pin nhiệt điện
Nhiệt kế nhiệt điện là cặp nhiệt điện có thể dung để đo nhiệt độ rất cao/rất thấp
Pin nhiệt điện tạo thành từ việc ghép nhiều cặp nhiệt điện.
HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
THÍ NGHIỆM CỦA KA-MÉC-LIN ON-NÉT
NHẬN XÉT Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó, điện trở của kim loại (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không. Đây gọi là Hiện tượng siêu dẫn Kim loại/hợp kim có tính siêu dẫn.
ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
TÀU CHẠY TRÊN ĐỆM TỪ
SIÊU MÁY TÍNH
NAM CH M ĐIỆN CÓ CUỘN D Y BẰNG VẬT LIỆU SIÊU DẪN
MÁY ĐO ĐIỆN TRƯỜNG
ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI PHỤ THUỘC VÀO NHIỆT ĐỘ NHƯ THẾ NÀO: Tăng khi nhiệt độ giảm Tăng khi nhiệt độ tăng Không đổi theo nhiệt độ Tăng hay giảm phụ thuộc vào bản chất kim loại
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI LÀ DÒNG DỊCH CHUYỂN CÓ HƯỚNG CỦA: các ion âm, electron tự do ngược chiều điện trường các ion, electrong điện trường các electron, lỗ trống theo chiều điện trường
HAI D Y ĐỒNG HÌNH TRỤ CÙNG TIẾT DIỆN VÀ Ở CÙNG NHIỆT ĐỘ. D Y A DÀI GẤP ĐÔI D Y B. ĐIỆN TRỞ CỦA CHÚNG LIÊN HỆ VỚI NHAU NHƯ THẾ NÀO RA = RB/2 RA = RB/4 RA = 4 RB RA = 2 RB
Ta có R ASA / l A= R B SB / l B <=>RA / l. A= RB / l. B <=> RA=RB. l. A / l. B =2 RB
MỘT SỢI D Y ĐỒNG CÓ ĐIỆN TRỞ 37Ω Ở 500 C. ĐIỆN TRỞ CỦA D Y ĐÓ Ở T 0 C LÀ 43Ω. BIẾT Α = 0, 004 K-1. NHIỆT ĐỘ T 0 C CÓ GIÁ TRỊ: 900 C 750 C 250 C 1000 C
Giải: Ta có ρ = ρ0 [1 + α(t – t 0)] <=> RS/l=(R 0 S 0/l 0)[1 + α(t – t 0)] <=> R = R 0 [1 + α(t – t 0)] theo bài ra 43=37(1+0, 004(t-50)) => t=90 o. C
- Slides: 37