Chào mừng Bạn tham gia Diễn Đàn VNKienThuc.com - Định hướng Forum Kiến Thức
- HÃY TẠO CHỦ ĐỀ KIẾN THỨC HỮU ÍCH VÀ CÙNG NHAU THẢO LUẬN
Kết nối: VNK X - VNK groups | Nhà Tài Trợ: BhnongFood X - Bhnong groups - Đặt mua Bánh Bhnong

Trả lời chủ đề

Nội dung: <blockquote data-quote="Thandieu2" data-source="post: 18523" data-attributes="member: 1323">Dòng điện trong kim loại.1. Cấu trúc tinh thể của kim loại Trong 2 phần “Vật lí phân tử và nhiệt học” ta đã biết rằng các kim loại ở thể rắn có cấu trúc tinh thể, nghĩa là các iôn kim loại được sắp xếp một cách đều đặn theo một trật tự nhất định trong không gian, tạo thành mạng tinh thể. Trên hình 36.1 vẽ manh tinh thể của đồng (các hình cầu tô đen trong hình vẽ là các iôn đồng). Êlectrôn ở lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại dễ mất liên kết với hạt nhân của nguyên tử và trở thành êlêctrôn tự do trong kim loại. Do bị mất êlêctrôn nên các nguyên tử trong mạng tinh thể trở thành những iôndương. Như vậy, trong tinh thể kim loại, ở các nút mạng là các iôndương, xung quanh iôndương là các . Giữa các iôndương kim loại và êlectron có lực hút tĩnh điện. Điện tích âm của tất cả các êlêctrôn tự do có trị số tuyệt đối đúng bằng iôndươngdương của các iôn cho nên vật thể bằng kim loại trung hoà về điện. ở nhiệt độ bình thường, các iôn trong mạng tinh thể chỉ dao động quang các vị trí cân bằng của chúng, nói chung trật tự sắp xếp các iôn không thay đổi, còn các êlêctrôn tự do thì có thể chuyển động tự do trong khoảng không gian giữa các iôn bên trong vật thể kim loại. Chính vì vậy kim loại là vật thể dẫn điện tốt. 2. Bản chất dòng điện trong kim loại Bằng nhiều thí nghiệm người ta đã xác nhận rằng tính dẫn điện của kim loại được gây nên bởi chuyển động của các êlêctrôn tự do. Khi không có điện trường (chưa đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện thế) các êlêctrôn tự do chỉ chuyển động hỗn loạn. Chuyển động của êlêctrôn tự do giống như chuyển động nhiệt của các phần tử trong một khối khí, do đó, tính trung bình, lượng êlêctrôn chuyển động theo một chiều nào đó luôn bằng lượng êlêctrôn chuyển động theo một chiều nào đó luôn bằng lượng êlêctrôn chuyển động theo chiều ngược lại. Vì vậy, khi không có điện trường , trong kim loại không có dòng điện. Khi có điện trường trong kim loại (đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện thế) các êlêctrôn tự do chịu tác dụng của lực điện trường và chúng có thêm chuyển động theo một chiều xác định, ngược với chiều điện trường, ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn. Đó là chuyển động có hướng của êlêctrôn. Kết quả là xuất hiện sự chuyển dời có hướng của các hạt mang điện, nghĩa là xuất hiện dòng điện. Vậy Dòng điên trong kim loại là dòng êlectrôn tự do chuyển dời có hướng. Vận tốc của chuyển động có hướng này rất nhỏ, bé hơn 0,2 mm/s; không nên lẫn lộn vận tốc này với vận tốc lan truyền của điện trường (300 000 km/s); vận tốc này rất lớn nên khi đóng mạch điện thì ngọn đèn điện dù có rất xa cũng hầu như lập tức phát sáng.  3. Giải thích nguyên nhân gây ra điện trở của dây kim loại và hiện tượng toả nhiệt của dây dẫn kim loại a) Trong khi chuyển động có hướng các êlêctrôn tự do luôn luôn bị “ngăn cản” do va chạm với các iôn kim loại nằm ở nút mạng tinh thể. Như vậy nguyên nhân gây ra điện trở là sự va chạm của các êlêctrôn tự do với các iôn dương của mạng tinh thể kim loại. Hơn nữa, giữa hai va chạm kế tiếp, các êlectrôn chuyển động có gia tốc dưới tác dụng của lực điện trường và thu được một năng lượng xác định (ngoài năng lượng của chuyển động nhiệt hỗn loạn). Năng lương của chuyển động có hướng được truyền một phần (hay toàn phần) cho các iôn kim loại khi va chạm và biến thành năng lượng dao động của các iôn quanh vị trí cân bằng của chúng, tức là biến thành nhiệt. Vì vậy khi có dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại nóng lên. b) Các kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau và mật độ êlêctrôn tự do (số êlêctrôn tự do trong một đơn vị thể tích) khác nhau. Do đó tác dụng “ngăn cản” chuyển động có hướng của các êlêctrôn tự do trong mỗi kim loại cũng khác nhau. Đó là lí do khiến cho điện trở suấtcủa các kim loại khác nhau thì khác nhau. c) Điện trở của dây dẫn kim loại còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, các iôn kim loại nằm ở các nút mạng tinh thể dao động mạnh hơn, vận tốc trung bình của chuyển động nhiệt của các êlectrôn cũng tăng, vì các êlêctrôn tự do càng có khả năng va chạm nhiều hơn với các iôn kim loại. Kết quả là điện trở của dây dẫn kim loại tăng lên khi nhiệt độ tăng lên. Nguồn: Đinh Hữu Trường htruong.violet.vn</blockquote>

Tên

Mã xác nhận