Bài 13: Dòng điện trong kim loại

CHAØO M NG QUÍ THAÀY Ừ
COÂ N V I L P 11AĐẾ Ớ Ớ
2
TRƯỜNG THPT HỒNG NGỰ 3
TỔ: LÝ – TIN – CÔNG NGHỆ

CHƯƠNG III
DÒNG ĐIỆN TRONG
CÁC MÔI TRƯỜNG
Bản chất dòng điện trong các môi trường: kim
loại, chất điện phân, chân không, không khí, bán
dẫn.
Ứng dụng của dòng điện trong các môi trường.

Vì sao kim loại được chọn làm dây dẫn điện?
Hãy quan sát hình ảnh sau:
Bản chất dòng điện trong kim loại là gì?

1. Các tính chất điện của kim loại.
2. Electron tự do trong kim loại.
3. Giải thích tính chất điện của kim loại.
DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI

A
VÔN KẾ
NGUỒN
12V
AMPE KẾ
ĐÈN
Thí nghiệm về tính chất điện của kim loại.
Vấn đề 1: Tính chất điện của kim loại

U (V)
I (A)
R = U/I
BẢNG SỐ LIỆU:
Từ bảng số liệu trên em
rút ra được kết luận gì về
tính chất điện của kim
loại?
Vấn đề 1: Tính chất điện của kim loại

- Kim loại là chất dẫn điện tốt.
-
Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm,
nếu nhiệt độ được giữ không đổi.
-
Dòng điện chạy qua đây dẫn kim loại gây ra tác
dụng nhiệt.
-
Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ.
ρ=ρ
0
(1+α(t-t
0
))
α là hệ số nhiệt điện trở (K
-1
)
Vấn đề 1: Tính chất điện của kim loại

Vấn đề 2: Êlectron tự do trong kim loại
Hạt mang điện tự do trong kim loại là hạt nào, do đâu mà
có?
Hạt mang điện tự do trong kim loại là các êlectron tự
do được tạo ra khi các nguyên tử kim loại liên kết tạo
thành mạng tinh thể.

+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+ ++
+
+
Hãy quan sát chuyển động của êlectron tự do trong
một đoạn dây dẫn kim loại khi chưa có điện trường
ngoài.
Khi chưa có điện trường ngoài các êlectron tự do
trong kim loại chuyển động như thế nào, có dòng điện
trong đoạn dây dẫn trên không?
Khi chưa có điện trường ngoài các êlectron tự do
trong kim loại chuyển động hỗn loạn, không có dòng
điện trong kim loại.
Vấn đề 2: Êlectron tự do trong kim loại

E
Khi có điện trường ngoài các êlectron tự do trong kim
loại chuyển động như thế nào, có dòng điện trong đoạn
dây dẫn trên không?
Khi có điện trường ngoài các êlectron tự do trong kim
loại chuyển động có hướng, ngược chiều điện trường
tạo thành dòng điện trong kim loại.
Vậy bản chất dòng điện trong kim loại là gì?
Vấn đề 3: Giải thích tính chất điện của
kim loại.
Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng dịch
chuyển có hướng của các êlectron tự do ngược chiều
điện trường.

Vấn đề 3.1: Nguyên nhân gây ra điện trở
của kim loại.
Nguyên nhân nào gây ra điện trở kim loại?
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
Sự mất trật tự của mạng tinh thể kim loại làm cản trở
chuyển động có hướng của các êlectron tự do là nguyên
nhân gây ra điện trở của kim loại.

Vấn đề 3.2: Giải thích sự phụ thuộc nhiệt
độ của điện trở suất của kim loại.
Vì sao khi nhiệt độ tăng điện trở suất kim loại
cũng tăng?
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
Khi nhiệt độ tăng sự mất trật tự của mạng tinh thể càng
tăng, sự cản trở chuyển động của êlect ron tự do càng tăng.
Vì vậy điện trở suất của kim loại tăng.

Vấn đề 3: Giải thích sự nóng lên của dây
dẫn kim loại khi có dòng điện chạy qua.
Vì sao dây dẫn kim loại nóng lên khi có dòng
điện chạy qua?
+
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
E
Khi chuyển động các êlectron tự do va chạm với các iôn
dương và truyền một phần hay toàn bộ năng lượng cho
mạng tinh thể làm tăng nội năng của kim loại. Vì vậy dây
dẫn kim loại nóng lên khi có dòng điện chạy qua.

Xem chi tiết: Bài 13: Dòng điện trong kim loại