2. VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN
2.1. KHÁI NIỆM VÀ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN
Vật liệu dẫn điện là vật chất mà ở trạng thái bình thƣờng có các điện tích tự do. Nếu đặt chúng vào trong một điện trƣờng, các điện tích sẽ chuyển động theo một
hƣớng nhất định của trƣờng và tạo thành dòng điện. Ngƣời ta gọi vật liệu có tính dẫn
điện.
Vật liệu dẫn điện có thể là chất rắn, chất lỏng và trong những điều kiện nhất định có thể là chất khí. ở dạng chất rắn vật liệu dẫn điện gồm có kim loại và các hợp kim của chúng. Trong một số trƣờng hợp là những chất không phải là kim loại mà là chất lỏng dẫn điện, kim loại ở trạng thái chảy lỏng và những chất điện phân.
Khí là hơi có thể trở nên dẫn điện ở cƣờng độ điện trƣờng lớn, chúng tạo nên ion hóa do va chạm hay sự ion hóa quang.
2.2.2. Tính chất của vật liệu dẫn điện
a. Điện trở R
Là quan hệ giữa hiệu điện thế không đổi đặt lên vật dẫn và dòng điện chạy qua vật dẫn đó.
Điện trở của dây dẫn đƣợc xác định theo biểu thức: = R. l S (4) Trong đó: R- Điện trở () - Điện trở suất ( mm2/m) S- tiết diện dây dẫn (mm2) l- Chiều dài dây dẫn(m)
b. Điện dẫn G
Điện dẫn G của một dây dẫn là đại lƣợng nghịch đảo của điện trở R G =
R
1
(5)
Điện dẫn G đƣợc tính với đơn vị là (1/) = (S) - Simen
c. Điện trở suất
Là điện trở của dây dẫn có chiều dài là một đơn vị chiều dài và tiết diện là một
đơn vị diện tích.
Dòng điện đi trong vật dẫn đƣợc cho bởi công thức: i = no.S.vtb.e (6)
Trong đó:
no : nhiệt độ phần tửmang điện. S : tiết diện vật dẫn
146
vtb: tốc độ chuyển động trung bình của điện tửdƣới tác dụng của điện trƣờng E.
e : điện tích của phần tửmang điện.
Thay vtb = uE (u - độ di chuyển của phần tử mang điện) vào (6), ta đƣợc dạng tổng quát của định luật ôm:
i = no.e.u.E = E (7) với = no.e.u đƣợc gọi là điện dẫn suất.
d. Điện dẫn suất
Đại lƣợng nghịch đảo của điện dẫn suất gọi là điện trở suất = 1 (8) Với một vật dẫn có tiết diện S và độ dài l không đổi thì đƣợc xác định bởi biểu thức: = R. l S (9) R là điện trở dây dẫn.
Đơn vị của điện trở suất là mm2/m hoặc cm hoặc m hoặc cm, 1cm = 106 cm = 104mm2/m = 10-2m. Từ (9), ta có: R = . S l = S l () (10)