CHƯƠNG IIIDÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG B ản chất dòng điện trong các môi trường: kim loại, chất điện phân, chân không, không khí, bán dẫn.. * Trong kim loại, các nguyên tử bị mất elect
Trang 1TRƯỜNG THPT NGUYỄN TRÃI
TỔ: VẬT LÝ
CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC EM HỌC SINH
HỘI GIẢNG TỔ
Giáo viên: Phạm Phúc Phương
Trang 2CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
B ản chất dòng điện trong các môi trường: kim loại, chất điện phân, chân không, không khí, bán dẫn.
Ứ ng dụng của dòng điện trong các môi trường.
Trang 3DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại. * Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron
hóa trị trở thành các iôn dương
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Trang 4DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
Mô hình mạng tinh thể đồng
Thuyết electron về
tính dẫn điện của
kim loại:
Trang 5DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại. * Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron
hóa trị sẽ trở thành các iôn dương
- Các iôn dương dao động nhiệt quanh cácvị trí cân bằng xác định (các nút mạng) Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự
* Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do với mật độ n không đổi
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
- Các iôn dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại
Trang 6DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Không có điện trường ngoài Có điện trường ngoài
Chuyển động của các electron Kết luận
Hỗn loạn không ngừng Có hướng
Có dòng điện Không có
dòng điện
Trang 7DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
Thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại:
Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường ngoài.
Kết luận:
* Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại:
Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là do
sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại
+ Dao động nhiệt của các iôn trong mạng tinh thể
+ Sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học + Có nguyên tử lạ lẫn trong kim loại
Trang 8DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
- Khi nhiệt độ tăng, các electron và các iôn dương trong mạng tinh thể kim loại chuyển động như thế nào?
- Khi đó mạng tinh thể kim loại sẽ như thế nào?
-> Mạng tinh thể kim loại càng trở nên mất trật tự hơn
=> Điện trở của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng
=> Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng.
Trang 9DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
* Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất của kim loại tăng
ρ=ρ0[1+α(t-t0)]
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1)
ρ0 :điện trở suất của kim loại ở t0 (0C)
ρ :điện trở suất của kim loại ở t (0C) Trong đó:
* Hệ số nhiệt điện trở α của mỗi kim loại phụ thuộc vào:
- Nhiệt độ
- Độ sạch và chế độ gia công vật liệu đó
Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ
Trang 10DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
III Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0
Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ
Trang 11Kammerlingh Onnes (1853 – 1926)
Nhà vật lý Hà Lan, giải Nôben 1913.
Sự biến thiên điện trở của thủy ngân theo nhiệt độ
0 2 4 6 T(K)
R( )
0,16
0,08
Trang 12DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
III Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến 0
Tên vật liệu Tc(K)
Nhôm Thủy ngân Chì
Thiếc Kẽm
1,19 4,15 7,19 3,72 0,85
Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn
Trang 13DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
III Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
IV Hiện tượng
nhiệt điện
T1 = T2
T1 > T2
-+
Xét một dây dẫn kim loại:
Trang 14DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
III Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
IV Hiện tượng
nhiệt điện
* Êlectron khuếch tán từ đầu nóng qua đầu lạnh
điện âm
Tồn tai một hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của dây dẫn.
Trang 15DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
NỘI DUNG BÀI HỌC
I Bản chất của dòng
điện trong kim loại.
II Sự phụ thuộc của
điện trở suất của
kim loại theo nhiệt độ.
III Điện trở của kim
loại ở nhiệt độ thấp và
hiện tượng siêu dẫn
IV Hiện tượng
nhiệt điện
Cặp nhiệt điện là hai dây dẫn kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau.
ξ = α (T -T )
* Suất điện động nhiệt điện:
T1 : nhiệt độ ở đầu nóng (K)
T
α : Hệ số nhiệt điện động (V/K)
* Ứng dụng:
T2 : nhiệt độ ở đầu lạnh (K)
- Nhiệt kế nhiệt điện
* Cặp nhiệt điện
- Pin nhiệt điện
Trang 16Câu 1: Khi nhiệt độ của dây kim loại tăng, điện trở của nó sẽ:
Câu 2: Hạt tải điện cơ bản trong kim loại là:
Trang 18Tàu đệm từ
Trang 19Tàu đệm từ