Bài Giảng Dòng Điện Trong Kim Loại

NGÀY HỘI CNTT NGÀNH GD & ĐT TỈNH THÁI NGUYÊN NỘI DUNG BÀI HỌC THI THIẾT KẾ BÀI GIẢNG ĐIỆN TỬ E - LEARNING VẬT LÍ 11 – BAN CƠ BẢN CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG BÀI 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI GIÁO VIÊN: HÀ MẠNH KHƯƠNG ĐƠN VỊ: THPT THÁI NGUYÊN NỘI DUNG BÀI HỌC Đường dây tải điện 500KV Bắc Nam Bể mạ điện phân khí Sét đánh vào tượng Nữ thần Tự diode, transistor mạch điện tử NỘI DUNG BÀI HỌC CHƯƠNG III DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG BÀI 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI Chú ý: nội dung cần ghi có biểu tượng  có chữ màu xanh NỘI DUNG BÀI HỌC I Bản chất dòng điện kim loại  Trong kim loại, nguyên tử bị electron trở thành iôn dương Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Nguyên tử - ++ ++ Ion dương - - Electron tự NỘI DUNG BÀI HỌC I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại  Các iôn dương liên kết với cách trật tự tạo nên mạng tinh thể dao động nhiệt quanh nút mạng  Nhiệt độ cao, dao động mạnh, mạng tinh thể trật tự  Các electron tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn tạo thành khí electron tự Mô hình mạng tinh thể đồng NỘI DUNG BÀI HỌC I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại  Điện trường làm electron tự chuyển động có hướng (ngược hướng điện trường) tạo dòng điện  Khi chuyển động có hướng, electron tự không ngừng va chạm với ion dương nằm nút mạng nên bị cản trở gây điện trở kim loại - - - E + + -+ + - +- + + Khi điện trường - + +- + + + + -+Khi có điện trường NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại  - Bản chất dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng electron tự tác dụng điện trường  - Hạt tải điện kim loại electron tự *Ngoài : - Mật độ electron tự kim loại cao (khoảng 1028/m3) nên kim loại dẫn điện tốt - Dòng điện kim loại tuân theo định luật Ôm (nếu nhiệt độ kim loại giữ không đổi) - Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây tác dụng nhiệt NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI * Ứng dụng : I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI I Bản chất dòng điện kim loại Khi nhiệt độ tăng, điện trở suất kim loại tăng Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Trong Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ ρ=ρ0[1+α(t-t0)] đó: ρ0 : điện trở suất kim loại t0 (0C) ρ : điện trở suất kim loại t (0C) (Ω.m) α : hệ số nhiệt điện trở (K-1) * Hệ số nhiệt điện trở α kim loại phụ thuộc vào: - Nhiệt độ - Độ chế độ gia công liệu Sự biến thiên điện trởvật suất đồng theo nhiệt độ NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ Kim loại Bạc Bạch kim Đồng Nhôm Sắt Constantan Vonfram ρ (Ωm) α(K −1 ) 1,62.10 −8 4,1.10 −3 10,6.10 −8 3,9.10 −3 4,3.10 −3 1,69.10 −8 2,75.10−8 9,68.10 5,21.10 −8 5,25.10 −8 -8 4,4.10 −3 6,5.10 −3 −70.10 −3 4,5.10 −3 Bảng điện trở suất hệ số nhiệt điện trở số kim loại 200 C NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ III Điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn  Hiện tượng siêu dẫn tượng điện trở suất số vật liệu giảm đột ngột xuống nhiệt độ vật liệu giảm xuống thấp nhiệt độ tới hạn Tc Tên vật liệu Nhôm Thủy ngân Chì Thiếc Kẽm HgBa2Ca2Cu3O8 Tc(K) 1,19 4,15 7,19 3,72 0,85 134 Nhiệt độ tới hạn số chất siêu dẫn Ứng dụng NỘI DUNG BÀI HỌC I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ III Điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn Nam châm siêu dẫn lớn giới NỘI DUNG BÀI HỌC I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ III Điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn Máy gia tốc lớn giới, dài 27 km, đường kính 3,8 m; sâu 100m NỘI DUNG BÀI HỌC Dây siêu dẫn nhiệt độ cao hệ (2G) có chiều rộng 4cm (công ty American Superconductor sản xuất) Ứng dụng thành công lớn chất siêu dẫn lĩnh vực giao thông, cụ thể tàu “lướt” đệm từ trường Vào tháng 12 năm 2003, tàu Yamanashi MLX01 thử nghiệm với vận tốc 581km/giờ NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ III Điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn IV Hiện tượng nhiệt điện em biết, muốn có dòng HiệnCác tượng nhiệt điện điện phải có hiệu điện đầu vật dẫn Mà - Quanđặt sátvào thí hai nghiệm? muốn có hiệu điện cần phải có nguồn điện để tạo hiệu điện NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ III Điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn IV Hiện tượng nhiệt điện - Hai đoạn dây kim loại có chất khác hàn hai đầu gọi cặp nhiệt điện - Hiện tượng nhiệt điện tượng xuất suất điện động mạch cặp nhiệt điện hai mối hàn giữ hai nhiệt độ khác NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI I Bản chất dòng điện kim loại Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ III Điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn IV Hiện tượng nhiệt điện Suất điện động nhiệt điện: E = α T (T1 - T2 ) T1 : nhiệt độ đầu nóng (K) T2 : nhiệt độ đầu lạnh (K) αT : hệ số nhiệt điện động (V/K) Cặp kim loại Platin – Platin pha rôđi Sắt – Đồng Sắt – Niken Đồng – Constantan Sắt – Constantan α T( µV/K) 6,5 8,6 32,4 40 50,4 Bảng số cặp nhiệt điện thường dùng NỘIDUNG DUNGBÀI BÀIHỌC HỌC NỘI I Bản chất dòng điện kim loại * Ứng dụng: Thuyết electron tính dẫn điện kim loại Bản chất dòng điện kim loại II Sự phụ thuộc điện trở suất kim loại theo nhiệt độ III Điện trở kim loại nhiệt độ thấp tượng siêu dẫn IV Hiện tượng nhiệt điện - Nhiệt kế nhiệt điện - Pin nhiệt điện NỘI DUNG BÀI HỌC KIẾN THỨC CẦN NHỚ Hạt tải điện kim loại electron tự Dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng electron tự tác dụng điện trường Chuyển động nhiệt mạng tinh thể làm cản trở chuyển động electron tự do, làm điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ Nhiệt độ gần giá trị K điện trở kim loại nhỏ Vật liệu siêu dẫn có điện trở đột ngột giảm đến nhiệt độ nhỏ (hoặc bằng) nhiệt độ tới hạn TC Cặp nhiệt điện hai dây dẫn kim loại khác chất, hai đầu hàn vào Khi nhiệt độ hai mối hàn khác nhau, mạch có suất điện động nhiệt điện ξ = αT (T1 –T2) , αT hệ số nhiệt điện động NỘI DUNG BÀI HỌC DẶN DÒ - Học bài, làm tập 5, 6, trang 78 SGK - Đọc trước “ Dòng điện chất điện phân” - Ôn lại nội dung thuyết điện li NỘI DUNG BÀI HỌC NỘI DUNG BÀI HỌC NỘI DUNG BÀI HỌC Quiz Instructions - Quiz • Write instructions for quiz takers here Click Play or Next button on Playbar to start the quiz type the question here NỘI DUNG BÀI HỌC A) type the answer here1 B) type the answer here2 You You did did not not answer answer this this question question completely completely C) type the answer here3 D) type the answer You You must must answer answer the the question question before continuing continuing here before Incorrect Incorrect Click Click anywhere anywhere to to continue continue tiep tiep Your Your answer: answer: You answered this You answered thisis:correctly! correctly! The correct answer The correct answer is: chon lam lai NỘI DUNG BÀI HỌC Quiz Your Score {score} Max Score {max-score} Number of Quiz {total-attempts} Attempts Question Question Feedback/Review Feedback/Review Information Information Will Will Appear Appear Here Here Continue Review Quiz