BÀI CŨ:

Định nghĩa dòng điện?
Điều kiện để có dòng điện?
Bài 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
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


Chương III: DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
BÀI 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
1. Đặc điểm của điện tích trong kim loại:
Trong kim loại các electron ngoài cùng của nguyên tử luôn rời khỏi nguyên tử trở thành electron tự do chuyển động trong kim loại, và ngyên tử trở thành các ion dương luôn chuyển động hỗn độn quanh nút mạng.
Ví dụ: mô hình mạng tinh thể kim loại đồng CU như hình bên:
Trong kim loại, các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương.
Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
Chuyển động nhiệt của các ion (dao động của ion quanh vị trí cân bằng) có thể phá hủy trật tự này.
Nhiệt độ càng cao, dao động nhiệt càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
Electron trong nguyên tử e-
Proton
P+
Ion (+)
Electron
e-
Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các electron tự do với mật độ n không đổi ( n = hằng số).
Chúng chuyển động
hỗn loạn tạo thành khí electron tự do choán toàn bộ thể tích của khối kim loại và không sinh ra dòng điện nào.
Mô hình mạng tinh thể đồng
Khi không có điện trường ngoài E
tác dụng trong Kim loại thì các electron chuyển động tự do trong kim loại.
Các Ion chuyển động quanh nút mạng.
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Nhiệt độ T2 > T1
Điện trở
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Nhiệt độ T1
Điện trở
Khi có điện trường ngoài E tác dụng trong KL
BÀI 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
1. Đặc điểm của điện tích trong kim loại:
- Trong kim loại các electron ngoài cùng của nguyên tử luôn rời khỏi nguyên tử trở thành electron tự do chuyển động trong kim loại, và ngyên tử trở thành các ion dương luôn chuyển động hỗn độn quanh nút mạng.
2. Khi có điện trường ngoài tác dụng thì :
- Các electron chuyển động có hướng ngược chiều điện trường, còn các ion vẫn vẫn dao động quanh nút mạng.
BÀI 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
1. Đặc điểm của điện tích trong kim loại:
2. Khi có điện trường ngoài tác dụng:
3. Bản chất dòng điện trong kim loại:
- Là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
BÀI 13 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
I. BẢN CHẤT DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI:
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)
Sự biến thiên điện trở suất
của đồng theo nhiệt độ
- Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các
Iôn trong mạng tinh thể tăng, làm cho điện trở
Của kim loại tăng.
Điện trở suất tăng theo
hàm bậc nhất với nhiệt độ
II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ
Bảng điện trở suất và hệ số nhiệt điện trở của một số kim loại ở 200 C
* 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
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Điện trở của một cột thủy ngân phụ thuộc vào nhiệt độ
Nhận xét sự thay đổi điện trở của cột thuỷ ngân ở lân cận nhiệt độ 4 K ?
Ở một số kim loại như Pb…, hoặc một số hợp kim như Nb3Sn, Nb3Ge…, và cả một số gốm oxit kim loại, khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. lúc này nói vật ở trạng thái
siêu dẫn. Nhiều tính chất
khác như tính từ, nhiệt
dung cũng thay đổi đột
ngột ở nhiệt độ này.
III. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn
Heike Kammerlingh Onnes (1853 – 1926)
Nhà vật lý Hà Lan, đạt giải Nobel 1913

Ông là người tìm ra hiện tượng siêu dẫn vào năm 1911. Heike Kamerlingh Onnes làm thí nghiệm với thủy ngân nhận thấy rằng sự phụ thuộc của điện trở thủy ngân vào nhiệt độ khác hẳn sự phụ thuộc đối với kim loại khác. Khi nhiệt độ thấp, điện trở thủy ngân không phụ thuộc vào nhiệt độ nữa, chỉ phụ thuộc vào nồng độ tạp chất. Nếu tiếp tục hạ nhiệt độ xuống tới Tc=4,1oK, điện trở đột ngột hạ xuống 0 một cách nhảy vọt.
IV. Hiện tượng nhiệt điện
Hai đoạn dây kim loại có bản chất khác nhau được nối kín với nhau bởi hai mối hàn được gọi là một cặp nhiệt điện.
IV. Hiện tượng nhiệt điện
9
4
2
0
2
4
6
V
0:6 mV
Khoa vật lí Trường Đhsp Tn
Vật lí kĩ thuật
= 1 ┴
- Kết quả cho thấy giữa hai cực cặp nhiệt điện khi có sự chênh lệch nhiệt độ thì xuất hiện một suất điện động nhiệt điện
e = aT(T1-T2)
- Ứng dụng cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ.
IV. Hiện tượng nhiệt điện