Bài giảng Chương III: Dòng điện trong các môi trường

Chia sẻ: Codon_01 Codon_01 | Ngày: | Loại File: PPT | Số trang:51

Thêm vào BST

Báo xấu

151
lượt xem 29
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đến với "Bài giảng Chương III: Dòng điện trong các môi trường" các bạn sẽ được tìm hiểu về dòng điện trong chất rắn: kim loại và bán dẫn; dòng điện trong chất lỏng: chất điện phân; dòng điện trong chất khí: không khí và khí kém;...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chương III: Dòng điện trong các môi trường

Chương III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG
Chương III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 1. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT RẮN : KIM LOẠI VÀ BÁN DẪN 2. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT LỎNG : CHẤT ĐIỆN PHÂN 3. DÒNG ĐIỆN TRONG CHẤT KHÍ : KHÔNG KHÍ VÀ KHÍ KÉM 4. DÒNG ĐIỆN TRONG CHÂN KHÔNG
Chương III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG Bài 12 : DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI DÒNG NHIỆT ĐIỆN – HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
Chương III : DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG Bài 12 : DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI DÒNG NHIỆT ĐIỆN – HIỆN TƯỢNG SIÊU DẪN
I) Dòng điện trong kim loại : 1) Cấu trúc tinh thể của kim loại : Các ion kim loại được sắp xếp một cách đều đặn theo một trật tự nhất định trong không gian, tạo thành mạng tinh thể. ể
Electron ở lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại dễ mất liên kết với hạt nhân để trở thành electron tự do, các nguyên tử (nằm ở các nút mạng) trở thành những ion dương; giữa các ion dương đó và các electron tự do có lực hút tĩnh điện. Tổng điện tích âm của các electron tự do có trị số tuyệt đối đúng bằng điện tích dương của các ion, nên bình thường, kim loại trung hòa về điện.
Ở nhiệt độ bình thường, các ion chỉ dao động nhiệt quanh các vị trí cân bằng của chúng, còn các electron thì có thể chuyển động tự do trong khoảng không gian giữa các ion bên trong vật thể kim loại. Do đó, kim loại là chất dẫn điện tốt.tốt
2) Bản chất dòng điện trong kim loại : a) Khi không có điện trường ngoài : Các electron tự do chỉ chuyển động nhiệt hỗn loạn, nên tính trung bình, trong cùng một thời gian, lượng electron chuyển động theo một phương bất kỳ nào đó luôn bằng lượng electron chuyển động theo chiều ngược lại; nghĩa là trong kim loại không có dòng điện.
Chuyển động nhiệt hỗn độn của một electron Khi không có điện trường ngoài, trong kim loại không có dòng điện
Chuyển động nhiệt hỗn độn của một electron Khi không có điện trường ngoài, trong kim loại không có dòng điện
2) Bản chất dòng điện trong kim loại : b) Khi có điện trường ngoài (tức là đặt vào hai đầu vật dẫn một hiệu điện thế) : Các electron tự do chịu tác dụng của lực điện trường, chúng có thêm một chuyển động phụ theo một chiều xác định ngược chiều điện trường; đó là chuyển động có hướng của các electron; nghĩa là trong kim loại xuất hiện dòng điện.
CAÙC CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA ELECTRON Chuyển động phụ (có hướng) Chuyển động nhiệt hỗn loạn Chuyển động thực Khi có điện trường ngoài, trong kim loại sẽ xuất hiện dòng
CAÙC CHUYEÅN ÑOÄNG CUÛA ELECTRON Chuyển động phụ (có hướng) Chuyển động nhiệt hỗn loạn Chuyển động thực Khi có điện trường ngoài, trong kim loại sẽ xuất hiện dòng
Vậy : Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường ngoài. E
E
3) Nguyên nhân gây ra điện trở của dây dẫn kim loại và hiện tượng tỏa nhiệt của dây dẫn kim loại : * Nguyên nhân gây ra điện trở : là sự “va chạm” của các electron tự do (trong quá trình chuyển động có hướng) với các ion dương nằm mất trật tự trong mạng tinh thể kim loại. E + + + + + + +
* Giữa hai “va chạm” liên tiếp, các electron chuyển động có gia tốc dưới tác dụng của lực điện trường và thu được một năng lượng xác định (ngoài năng lượng chuyển động nhiệt hỗn loạn); năng lượng này được truyền một phần (hay hoàn toàn) cho các ion dương khi “va chạm” và biến thành năng lượng dao động của các ion quanh vị trí cân bằng, tức là biến thành nhiệt. Do đó, khi có dòng điện chạy qua, dây dẫn kim loại nóng lên.
Vài ứng dụng tác dụng nhiệt của dòng điện đối với kim loại
* Các kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau và mật độ electron tự do khác nhau nên điện trở suất của các kim loại khác nhau là khác nhau. * Khi nhiệt độ tăng, các ion dương dao động mạnh hơn, vận tốc trung bình của chuyển động nhiệt của các electron cũng tăng, vì vậy khả năng “va chạm” giữa electron và ion dương trong quá trình chuyển động có hướng của electron sẽ tăng lên; tức là : Điện trở của kim loại sẽ tăng khi nhiệt độ tăng. Rt = Ro(1 + t) và R2 = R1(1 + t) Hệ số nhiệt điện trở > 0