Bài giảng Vật lí 11 - Dòng điện trong kim loại

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 11 - Dòng điện trong kim loại

1. Bài thuyết trình Nhóm 1 DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
2. I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI II. SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA NỘI DUNG KIM LOẠI THEO NHIỆT BÀI THUYẾT TRÌNH ĐỘ DÒNG ĐIỆN TRONG III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP KIM LOẠI VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
3. I. BẢN CHẤT CỦA DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử thành các electron tự do với mật độ n không đổi. 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. 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 có trật tự tạo Thuyết electron thành mạng tinh thể kim loại. Các ion dương dao động nhiệt xung về tính dẫn điện quanh nút mạng. của kim loại Điện trường E-> do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí electron trôi ngược chiều điện trường, tạo ra dòng điện. Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của electron tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại. Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên chúng dẫn điện rất tốt.
4. Vậy dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường.
5. II.SỰ PHỤ THUỘC CỦA ĐIỆN TRỞ SUẤT CỦA KIM LOẠI THEO NHIỆT ĐỘ Điện trở suất р của kim loại tăng gần đúng theo hàm bậc nhất: р=р0[1+a(t-t0)] Trong đó: • рo: là điện trở suất ở nhiệt độ toC( thường ở 20oC) • р: là điện trở suất ở nhiệt độ toC • α : Hệ số nhiệt điện trở, đơn vị K-1 phụ thuộc Hệ số nhiệt điện trở không những phụ thuộc vào nhiệt độ, mà vào cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó.
6. III. ĐIỆN TRỞ CỦA KIM LOẠI Ở NHIỆT ĐỘ THẤP VÀ HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần 0 K, điện trở của kim loại sạch đều rất bé Sự biến thiên điện trở suất của đồng theo nhiệt độ
7. - Một số kim loại và hợp kim, khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. Ta nói rằng các vật liệu ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn. - Nhiệt độ tới hạn của một số chất siêu dẫn
8. Ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn • Các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra các từ trường rất mạnh. • Trong tương lai dự kiến dùng dây siêu dẫn để tải điện và tổn hao năng lượng trên đường dây không còn nữa.
9. IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Nếu lấy hai dây kim loại khác nhau và hàn hai đầu với nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, một mối hàn giữ ở nhiệt độ thấp thì hiệu điện thế giữa hai đầu nóng và lạnh của từng dây không giống nhau, trong mạch có một suất điện động E, E gọi là suất điện động nhiệt điện, và Electron khuếch tán từ đầu nóng qua đầu lạnh bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào làm nóng điện tích dương nhau gọi là cặp nhiệt điện.
10. IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN
11. IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Suất điện động nhiệt điện: E= aT( T1—T2) • Trong đó: • T1: nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ cao hơn(K) • T2: nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ thấp hơn(K) • αT : hệ số nhiệt điện động(V/K)
12. IV. HIỆN TƯỢNG NHIỆT ĐIỆN Cặp nhiệt điện được dùng phổ biến để đo nhiệt độ. Bảng một số cặp nhiệt điện thường dùng
13. Cặp nhiệt điện đồng - constantan
14. Câu hỏi củng cố Suất điện động của một cặp nhiệt điện phụ thuộc vào A.Nhiệt độ thấp hơn ở một trong hai đầu cặp. B.Nhiệt độ cao hơn ở một trong hai đầu cặp. C.Hiệu nhiệt độ hai đầu cặp. D.Bản chất của chỉ một trong hai kim loại cấu tạo nên cặp.
15. 2. Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng A.Điện trở của vật dẫn giảm xuống giá trị rất nhỏ khi nhiệt độ giảm xuống thấp. B.Điện trở của vật dẫn giảm xuống bằng không khi nhiệt độ của nó nhỏ hơn giá trị nhiệt độ tới hạn. C.Điện trở của vật dẫn giảm xuống rất nhỏ khi nhiệt độ của nó đạt giá trị đủ cao. D.Điện trở của vật dẫn bằng không khi nhiệt độ bằng 0(K).