Đang tải... (xem toàn văn)
Slide 1 ion d ¬ng Electro n tù do Khi nhiÖt ®é t¨ng C¸c i«n d ¬ng ë nót m¹ng dao ®éng thÕ nµo ? Khi nhiÖt ®é t¨ng, dao ®éng nhiÖt cµng m¹nh, m¹ng tinh thÓ cµng trë lªn mÊt trËt tù Không có dòng Không[.]
Electro n tự ion d ơng Khi nhiệt độ tăng Các iôn dơng nút mạng dao động ? Khi nhiệt độ tăng, dao động nhiệt mạnh, mạng tinh thể trở lên trật tự Khi khơng có điện trường ngồi, ion dương mạng tinh thể dao động xung quanh vị trí cân bằng, electron tự chuyển động tự bên vật thể kim loại Khơng có dịng điện kim loi Chuyển động tự electron có tạo dòng điện đợc không? Khi có điện trờng đặt vào đầu vật dân E Kt luận Thảo luận -Giải thích nguyên nhân gây điện trở kim loại? -Vì sử dụng dụng cụ điện người ta khuyến cáo không để vật nặng đè lên dây dẫn? Nguyên nhân gây điện trở kim loại: - Thảo luận Giải thích nguyên nhân nhiệt độ tăng điện trở kim loại tăng ? Nhiệt độ Điện trở E + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + KIM LOẠI ρ0 (Ω.m) α (K-1) Bạc 1,62.10-8 4,1.10-3 Đồng 1,69.10-8 4,3.10-3 Nhôm 2,75.10-8 4,4.10-3 Sắt 9,68.10-8 6,5.10-3 Vonfam 5,25.10-8 4,5.10-3 Constantan 5,21.10-8 0,01.10-3 Điện trở suất , hệ số nhiệt điện trở số kim loại = 0 [1 + (t - t0)] Điện trở 4.15K Nhiệt độ Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất kim loại giảm liên tục Đến gần 00K, điện trở kim loại bé Vật liệu siêu dẫn có điện trở giảm xuống đến nhiệt độ thấp nhiệt độ ti hn Tc IV Hiện tợng nhiệt điện T1 T1 > T2 T2 + + + + + + + + + + + + + + + + + + Kết khuếch tán: Đầu nóng tích điện d ơng, đầu lạnh tích điện âm Giữa đầu nóng đầu lạnh có hiệu điện + + + + + + + + + + + + + + + + + + + _ Dây Đồng Dây constanta n -Cặp nhiệt điện: Bộ dây dẫn khác hàn đầu -Suất nhiệt điện động: Suất điện động tạo nên Biu thc ca sut điện động nhiệt điện E= T(T1 – T2) T: hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vào vật liệu (V/K) T1-T2 Là hiệu nhiệt độ đầu nóng đầu lạnh Bng giỏ tr h s nhit in ng với số cặp kim loại Cặp kim loại Platin – Platin pha rôđi Sắt – Đồng Sắt – Niken Đồng – Constantan Sắt – Constantan T(V/K) 6,5 8,6 32,4 40 50,4 ? Qun sát bảng số liệu em có nhận xét gì? Thường dùng: Lị nhiệt, mơi trường khắt nghiệt, đo nhiệt nhớt máy nén,… I.Bản chất dòng điện kim loại 1.Tổng quan Hạt tải điện kim loại electron tự 2.Bản chất dòng điện kim loại: dịng chuyển dời có hướng electron tự tác dụng điện trường 3.Điện trở kim loại: trật tự mạng tinh thể cản trở chuyển động electron tự gây điện trở Nguyên nhân gây điện trở kim loại:Chuyển động nhiệt ion dương, méo mạng tinh thể biến dạng Các nguyên tử lại lẫn vào kim loại II.Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ Khi nhiệt độ tăng chuyển động nhiệt ion dương mạng tinh thể tăng làm cho điện trở kim loại tăng = 0[1 + (t – t0 ) ] 0 : điện trở suất nhiệt độ 0C (thường lấy 20 C),α : hệ số nhiệt điện trở Hệ số nhiệt điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ độ chế độ gia cơng vật liệu III.Điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn - Khi nhiệt độ giảm điện trở suất kim loại giảm liên tục Đến gần (K, )điện trở kim loại bé -Vật liệu siêu dẫn có điện trở giảm xuống đến nhiệt độ thấp nhiệt độ tới hạn Tc IV.Hiện tượng nhiệt điện 1.Cấu tạo cặp nhiệt điện:Cặp nhiệt điện dây kim loại khác chất, đầu hàn vào đặt nhiệt độ khác 2.Suất điện động nhiệt điện: E = T (T1 - T2) - Suất điện động nhiệt điện phụ thuộc vào chất kim loại ( T) chênh lệch nhiệt độ đầu mối hàn - Ứng dụng cặp nhiệt điện : đo nhiệt độ 3.5.Một sợi dây đồng có điện trở 74 500 C, có điện trở suất 4,1.103K-1 Điện trở sợi dây 100 C là: A 86,6 B 89,2 C 95 D 82 3.7.Một sợi dây nhơm có điện trở 120 nhiệt độ 20C, điện trở sợi dây 179C 204 Điện trở suất nhôm là: A 4,8.10-3K-1 B 4,4.10-3K-1 C 4,3.10-3K-1 D 4,1.10-3K-1 3.14.Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số 65 (V/K) đặt khơng khí 20C, cịn mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 232 0C Suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt A E = 13,00mV B E = 13,58mV B C E = 13,98mV D E = 13,78mV 3.16.Một mối hàn cặp nhiệt điện có hệ số ỏT đặt khơng khí 200C, cịn mối hàn nung nóng đến nhiệt độ 500 C, suất điện động nhiệt điện cặp nhiệt E = (mV) Hệ số nhiệt điện động là: A 1,25.10-4 (V/K) B 12,5 (V/K) C 1,25 (V/K) D 1,25(mV/K) Một tính chất kì lạ chất siêu dẫn xảy đặt chúng gần từ trường Ở nhiệt độ cao cảm ứng từ mạnh (vùng màu xanh), đường sức từ xuyên qua chất liệu người ta trông đợi Nhưng Walther Meissner Robert Ochsenfeld phát vào năm 1933, chất siêu dẫn làm lạnh xuống nhiệt độ chuyển pha, TC, nhiệt độ dịng điện chạy mà khơng có điện trở, đường sức từ bị đẩy khỏi chất liệu phải vòng qua mẫu chất – gọi “hiệu ứng Meissner” (vùng màu vàng) Những chất siêu dẫn định, gọi “loại II”, tồn “trạng thái xốy” (vùng màu lục), vùng có điện trở vùng siêu dẫn đồng thời tồn Các trình diễn thực nghiệm nâng từ luôn sử dụng chất siêu dẫn loại II xốy từ xoay trịn chỗ, làm cho nam châm kế cân lơ lửng Dây điện làm từ vật liệu siêu dẫn ĐH Tel Aviv phát triển truyền tải điện nhiều gấp 40 lần so với dây đồng Một hạn chế dây đồng truyền thống bị đốt nóng q trình truyền tải điện năng, dẫn đến tiêu hao lượng Tuy nhiên dây điện làm từ vật liệu siêu dẫn nhà khoa học ĐH Tel Aviv phát triển truyền tải điện nhiều gấp 40 lần so với dây đồng kích thước khơng bị hấp thụ nhiệt Dây siêu dẫn sapphire có khả truyền tải điện cao gấp 40 lần dây đồng truyền thống (Ảnh: Gizmag) Dây siêu dẫn làm từ sợi tinh thể sapphire bao phủ hỗn hợp gốm Mỗi sợi dây dày sợi tóc người có khả truyền tải điện lớn Nhược điểm loại dây ln địi hỏi phải làm lạnh để trì trạng thái siêu dẫn Tuy nhiên nhược điểm xử lý hệ thống làm mát khép kín sử dụng ni tơ lỏng rẻ tiền Đã có nghiên cứu vật liệu siêu dẫn trước đây, song vật liệu không bền chi phí đắt TS Boaz Almog, nhà nghiên cứu, tin dây siêu dẫn sapphire lý tưởng việc cung cấp lượng từ nguồn lượng từ xa sử dụng cho lưới điện quốc gia Một số loại gốm cách điện tốt nhiệt độ bình thường, nhúng vào nitơ lỏng (có nhiệt độ thấp) lại trở thành vật liệu dẫn điện hoàn hảo ... I.Bản chất dòng điện kim loại 1.Tổng quan Hạt tải điện kim loại electron tự 2.Bản chất dòng điện kim loại: dịng chuyển dời có hướng electron tự tác dụng điện trường 3.Điện trở kim loại: trật tự... Nguyên nhân gây điện trở kim loại: - Thảo luận Giải thích nguyên nhân nhiệt độ tăng điện trở kim loại tăng ? Nhiệt độ Điện trở E + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + KIM LOẠI ρ0 (Ω.m) α (K-1)... suất , hệ số nhiệt điện trở số kim loại = 0 [1 + (t - t0)] Điện trở 4.15K Nhiệt độ Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất kim loại giảm liên tục Đến gần 00K, điện trở kim loại bé Vật liệu siêu dẫn
