Bài giảng Vật lý 11 - Bài 13: Dòng điện trong kim loại - Năm học 2022-2023 - Trường THPT Nguyễn Huệ

Những hình ảnh trên mô tả hiện tượng gì? 
 Bài 13: Dòng điện trong kim loại 
Mạng tinh thể kim loại 
I - Bản chất của dòng điện trong kim loại. 
Ion 
Electron tự do 
Electron trong nguyên tử 
Nguyên tử tại nút mạng tinh thể 
Proton 
Các nguyên tử mất đi e – Ion (+) dao động nhiệt tại nút mạng . 
Mô hình mạng tinh thể đồng 
I - Bản chất của dòng điện trong kim loại. 
I - Bản chất của dòng điện trong kim loại. 
Các nguyên tử bị mất êlectron hoá trị thành các ion dương. 
C ác ion d ươ ng li ê n k ết tr ật t ự tạo nên mạng tinh thể. 
Chuyển động nhiệt của các ion c àng cao, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự. 
I - Bản chất của dòng điện trong kim loại. 
	 Mô hình sợi dây kim loại và các electron tự do bên trong. 
 C ác ê lectron ho á tr ị t ách kh ỏi nguy ê n t ử , trở thành các e tự do với mật độ không đổi. 
 Chúng chuyển động hỗn loạn thành khí e cho án to àn b ộ kim lo ại và không sinh ra dòng điện. 
Khi chưa đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường, e chuyển động hỗn loạn 
Khi đặt vào hai đầu vật dẫn điện trường, 
 e chuyển động có hướng. 
E 
 Khi đặt một điện trường ngo à i v à o kim loại : 
Lực điện sẽ tác dụng l à m các e chuyển động ngược chiều điện trường D òng điện . 
Ion 
Nút mạng tinh thể 
 Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của e tự do, l à nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại. 
 H ạt tải điện trong kim loại là e tự do 
Mật độ của chúng cao nên kim loại dẫn điện tốt 
Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ 
 Nhiệt độ tăng làm điện trở của kim loại tăng. 
II. Sự phụ thuộc của điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ 
S ự bi ế n thiên đi ệ n tr ở su ấ t c ủ a đ ồ ng theo nhi ệ t đ ộ 
Trong đó: 
α : hệ số nhiệt điện trở (K-1) 
ρ0 :điện trở suất của kim loại ở t° ( ° C ) 
ρ :điện trở suất của kim loại ở t° ( ° C ) 
ρ=ρ 0 [1+α(t-t 0 )] 
R( ) 
T( K ) 
4 
2 
0 
0,08 
0,16 
6 
0 K 
2 K 
4 K 
8 K 
6 K 
Temp 
III.Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn. 
Nhiệt độ giảm, mạng tinh thể bớt mất trật tự nên sự cản trở đến e càng ít, điện trở suất kim loại giảm liên tục. 
Đến gần 0 K , điện trở các kim loại sạch đều rất bé. 
Khi t° thấp hơn t° giới hạn, điện trở suất đột ngột giảm xuống 0 vật liệu ấy chuyển sang trạng thái siêu dẫn. 
1. Chế tạo ra những nam châm điện có cuộn dây bằng vật liệu siêu dẫn. 
 Ưu điểm: 
 + Tạo ra từ trường mạnh trong một thời gian dài. 
	 +Không hao phí năng lượng và toả nhiệt. 
2. Chế tạo các đường dây cáp siêu dẫn trong việc truyền tải điện năng đi xa. 
 Ưu điểm: 
+Không tổn hao năng lượng do không có điện trở. 
+ Tiết kiệm vật liệu chế tạo. 
* Ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn . 
Nam châm siêu dẫn lớn nhất thế giới 
Tàu đệm từ 
Tàu đệm từ 
Thiếu e nên nhiễm điện + 
Thừa e nên nhiễm điện - 
Hai đầu dây kim loại có một hiệu điện thế n à o đó. 
T1 
IV- Hiện tượng nhiệt điện 
Khi nào thì xuất hiện dòng nhiệt điện? 
IV. Hiện tượng nhiệt điện. 
 L à hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau . 
 X uất hiện dòng điện khi có sự chênh nhiệt nhiệt độ giữa hai đầu dây dẫn. 
 Hiệu nhiệt độ đầu nóng và lạnh(K -1 ) 
Trong đó : 
Hệ số nhiệt điện động( V.K -1 )