Tóm tắt lý thuyết và ví dụ dòng điện trong các môi trường khác

 Dòng điện trong bán dẫn tinh khiết là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do. và lỗ trống[r]

Tuyensinh247.com I  TÓM TẮT KIẾN THỨC

1 Môi trường kim loại

 Dòng điện kim loại dòng dịch chuyển có hướng êlectron tự

 Trong chuyển động, êlectron tự va chạm với ion nút mạng truyền

một phần động cho chúng Sự va chạm nguyên nhân gây điện trở dây dẫn kim loại

 Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn I = neSv

trong n : mật độ êlectron tự e : điện tích nguyên tốc ( = 1,6.1019

C)

v: vận tốc trung bình chuyển động có hướng e

S : tiết diện dây dẫn

 Điện trở dây dẫn :

e l

R = =

ne S S l

trong đó:

e độ linh động êlectron tự kim loại làm dây dẫn

 : điện trở suất kim loại (đơn vị m)

+ Điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ gần theo hàm bậc

 

  0 1  (t t )0

 hệ số nhiệt điện trở (đơn vị k1)

2 Mơi trường khí

 Dịng điện chất khí dịng chuyển dời có hướng ion dương catốt,

ion âm êlectron anốt

Tuyensinh247.com

 Khi cường độ điện trường chất khí đủ mạnh xảy ion hóa va chạm

cho số điện tích tự (ion êlectron) chất khí tăng lên nhanh

 Tia lửa điện hồ quang điện hai dạng phóng điện khơng khí điều kiện

thường Cơ chế tia lửa điện ion hóa va chạm cường độ điện trường

khơng khí lớn 3.105

V/m

 Khi áp suất chất khí giảm 103 mmHg ống phóng điện có tia catốt Đó dịng êlectron phát từ catôt

3 Môi trường chân không

 Dịng điện chân khơng dịng chuyển dời có hướng êlectron bứt từ

catốt bị nung nóng

 Dịng điện chân không chạy theo chiều định từ anốt (cực dương)

sang catôt (cực âm)

4 Môi trường bán dẫn

 Dòng điện bán dẫn tinh khiết dịng chuyển dời có hướng êlectron tự

và lỗ trống

 Có thể pha thêm tạp chất vào bán dẫn tinh khiết để tạo thành bán dẫn loại n (hạt mang

điện lỗ trống)

 Lớp tiếp xúc hai loại bán dẫn p n (lớp tiếp xúc p – n) có tính dẫn điện chủ yếu

Tuyensinh247.com II  MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI BÀI TẬP

III  BÀI TẬP

1 Bài tập mẫu

Bài 1. Một dây dẫn đồng, đường kính tiết diện d = 1mm, có dịng điện cường độ I

= 2A chạy qua Cho biết mật độ êlectron tự n = 8,45.1028

êlectron/m3 Hãy tính vận tốc trung bình êlectron chuyển động có hướng chúng

Tóm tắt :

d = 1mm = 103m

I = 2A ; e = 1,6.1019C v?

n = 8,45.1028 êlectron/m3

Bài giải

Ta có cường độ dòng điện InSve

2

I I

v

nSe d

n e

4

  



4

1, 9.10 m / s



2 Bài tập ơn luyện

Bài 1. Đồng có ngun tử khối 63,5 ; khối lượng riêng 8,9 g/cm3 điện trở suất 1,6.108 Hãy tính

a) Mật độ êlectron tự đồng (coi nguyên tử đồng giải phóng êlectron tự do)

b) Độ linh động êlectron tự kim loại đồng

Bài 2. Cho biết quãng đường tự trung bình êlectron khơng khí áp suất

thường

5.10 m

Tuyensinh247.com

hóa va chạm Biết muốn thực ion hóa va chạm êlectron

phải có lượng khoảng 2,4.1020J Điện tích êlectron 19

e

q 1, 6.10 C

Bài 3. Một dây đồng có điện trở  50oC Hỏi điện trở dây nhiệt độ 100oC Biết hệ số nhiệt điện trở đồng 0,004K1

IV  HƯỚNG DẪN GIẢI VÀ ĐÁP SỐ Bài 1. Tóm tắt :

A = 63,5 ; =1,6.108m a) n = ? D = 8,9 g/cm3 = 8,9.106 g/cm3 b)  e ? Bài giải

Xét mol nguyên tử đồng có NA = 6,022.1023 nguyên tử khối lượng m = 63,5 g

Thể tích mol nguyên tử V m

D



6

63,5

V 7,13.10 m

8, 9.10



 

Nếu nguyên tử đồng giải phóng êlectron tự mật độ êlectron tự đồng

23

28

6

6, 022.10 ª lectron

n 8, 45.10

7,13.10 m

 

Từ công thức

e

1 ne

  

Độ linh động êlectron tự kim loại đồng

e 8 28 19

1

ne 1, 6.10 8,5.10 1, 6.10 

  

Tuyensinh247.com Bài 2. Tóm tắt :

6

5.10 m

  ; W=2,4.1020J ; q 1, 6.1019C

E = ?

Bài giải

Khi êlectron chuyển động điện trường tác dụng lực điện trường,

êlectron nhận lượng có giá trị W q Es

Giữa hai lần va chạm, êlectron chuyển động quãng đường s 

20

5

19

W 2, 4.10

E 0,3.10 V / m

q 1, 6.10 .5.10



 

   

 Bài 3. Tóm tắt :

o

0

R  37 ;t 50 C R = ?

o

t100 C ; 0, 004K Bài giải

Có R

S

  l ; nhiệt độ tăng điện trở suất kim loại tăng theo nhiệt độ gần theo hàm bậc nên điện trở kim loại tăng theo quy luật

)) (

( 0

0 α t t

R

R   