[Tổng hợp kiến thức] Bản chất của dòng điện trong kim loại

1. Giải thích về định nghĩa của dòng điện trong kim loại

Trước khi đi vào nội dung bản chất của dòng điện trong kim loại, các bạn sẽ cần phải hiểu rõ về định nghĩa của các dòng điện ở trong kim loại. Đây là cơ sở ban đầu cho các bạn học sinh để hiểu rõ bản chất và áp dụng kiến thức vào bài tập, bài kiểm tra của mình.

Dòng điện ở trong kim loại được hiểu một cách đơn giản nhất chính là các dòng điện dịch chuyển theo cách có hướng của các phân tử Electron tự do bởi những tác động đến từ hiện trường. Theo đó, hệ số tính của nhiệt điện trở sẽ không chỉ biến đổi do yếu tố chính là nhiệt độ mà nó còn bị ảnh hưởng từ các yếu tố liên quan khác như là độ sạch hay là các vấn đề chỉnh sửa, gia công của các vật liệu đó. Và trong trường hợp nhiệt độ có xu hướng giảm đi, điện trở suất của các kim loại đó cũng sẽ bị ảnh hưởng và giảm đi liên tục.

>> Xem thêm: Trung tâm luyện thi đại học

2. Một số bản chất của các dòng điện trong kim loại

Về bản chất thực sự của dòng điện trong kim loại thì các bạn sẽ cần nắm rõ được một số nội dung như sau:

- Đối với một số nguyên tử thì sau khi bị biến đổi mất đi các Electron hóa trị ở trong kim loại thì sẽ trở thành các ion mang hóa trị dương. Khi đó, toàn bộ các ion dương được biến đổi sẽ tạo nên một liên kết nhất định với nhau theo một trật tự nào đó, tạo nên hệ thống các mạng tinh thể có ở trong các kim loại. Nếu như trưởng hợp mà các mạng tinh thể đó biến đổi không theo trật tự thì kéo theo đó là sự di chuyển của các ion sẽ có xu hướng trở nên mạnh hơn.

- Các Electron khi bị hóa trị thì sẽ có xu hướng bị tách ra khỏi các nguyên tử và trở thành các Electron hoạt động tự do. Khi đó, các Electron này sẽ chuyển động một cách hỗn loạn, đồng thời nó cũng sẽ tạo ra khí Electron hoạt động tự do, trong trường hợp đó thì toàn bộ các yếu tố về thể tích của khối kim loại cũng sẽ không tạo ra bất kỳ một dòng điện nào khác.

- Nguồn điện sẽ tạo ra điện trường và khi đó nó sẽ đẩy khí Electron theo hướng trôi ngược cùng chiều điện trường để từ đó tạo ra dòng điện.

- Sự biến đổi trong trật tự hoạt động của các tinh thể sẽ gây ra sự cản trở nào đó có liên quan đến chuyển động từ chính các Electron đang hoạt động tự do. Đây cũng chính là nguyên nhân gây nên những biến đổi ở bên trong điện trở của kim loại.

- Theo như thuyết về Electron có liên quan đến các tính chất dẫn điện của kim loại mang đến kết luận đó là các hạt có chức năng tải điện trong kim loại chính là các Electron hoạt động tự do.

Như vậy, có thể tổng hợp về bản chất của các dòng điện ở trong kim loại đó chính là sự biến đổi, dịch chuyển theo cách có hướng của các Electron hoạt động tự do và nó chịu ảnh hưởng từ điện trường.

>> Xem thêm: Cách sử dụng máy tính Casio fx 570ms

3. Các thông tin khác liên quan đến bản chất của dòng điện trong kim loại

Không chỉ hiểu về bản chất của dòng điện trong kim loại mà các bạn còn cần nắm rõ được các yếu tố liên quan để có thể hiểu rõ hơn về bản chất của nó cũng như áp dụng được vào các bài tập, bài thi.

3.1. Nhiệt độ có ảnh hưởng như thế nào đến yếu tố điện trở suất trong kim loại?

Thông qua quá trình thực hành về dòng điện có ở trong kim loại thì các nhà nghiên cứu đã đưa ra được một kết luận về vấn đề này đó là yếu tố điện trở suất p có trong kim loại sẽ có xu hướng là tăng lên theo nhiệt độ ở mức sát nhất với hàm là: p = p0[1 + α(t – t0)]

Trong đó:

- p được biết đến chính là yếu tố về điện trở suất trong nhiệt độ t độ C

- p0 được biết đến chính là điện trở suất trong nhiệt độ t0 độ C thường là ở 20 độ C

- α được biết đến chính là hệ số tính của nhiệt điện trở, tức là K -1

Như vậy kết luận là hệ số tính nhiệt của điện trở sẽ không chỉ chịu ảnh hưởng của nhiệt độ mà nó còn bị chi phối bởi cả vào các yếu tố khác như độ sạch, quá trình thực hiện gia công hay quá trình sản xuất của vật liệu đó.

>> Xem thêm: Cách học toán hiệu quả

3.2. Hiện tượng siêu dẫn dẫn ra như thế nào?

Qua các thí nghiệm thực hành về dòng điện ở trong kim loại thì các nhà nghiên cứu vật lý cũng đưa ra một số kết luận về hiện tượng siêu dẫn như sau:

- Trong các trường hợp nhiệt độ có xu hướng giảm đi thì kéo theo đó yếu tố về điện trở suất của các kim loại cũng sẽ theo đó mà giảm một cách nhanh chóng, liên tục và đến gần 0 độ K thì điện trở của kim loại sạch đều sẽ đạt đến giá trị rất nhỏ.

- Một số kim loại và hợp kim thì trong trường hợp nhiệt độ xuống thấp hơn 1 nhiệt độ tới hạn Tc thì điện trở suất sẽ theo đó mà đột ngột giảm xuống bằng 0. Như vậy, trong trường hợp này có thể kết luận rằng các vật liệu đó đã bắt đầu hình thành hiện tượng có tên là siêu dẫn.

- Và hiện nay ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn này cũng khá đa dạng, bao gồm:

+ Người ra sẽ tạo ra các từ trường với mức độ mạnh bởi các cuộn dây có hiện tượng là siêu dẫn.

Khi sử dụng dây siêu dẫn để truyền tải điện, hiệu suất trên đường dây sẽ được cải thiện và tổn hao năng lượng sẽ giảm đáng kể.

3.3. Phân tích các yếu tố liên quan đến nhiệt điện

Đối với hiện tượng nhiệt điện thì theo lý thuyết của Electron liên quan đến tính dẫn điện của kim loại chỉ ra rằng, nếu như ta lấy 2 sợi dây làm bằng kim loại khác nhau và hàn 2 đầu của chúng với nhau, trong đó có 1 phần mối hàn là sẽ được đặt ở nhiệt độ cao, còn 1 mối thì đặt ở nhiệt độ thấp thì kết quả sẽ là hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của từng dây có sự khác nhau. Trong mạch sẽ có 1 hiện tượng đó là có suất điện động với ký hiệu là E. E ở đây chính là sự biến đổi về suất điện động của nhiệt điện với bộ 2 dây dẫn hàn 2 đầu của các sợi dây kim loại vào nhau, chúng được gọi là cặp nhiệt điện.

Theo đó, Electron sẽ chuyển dịch bắt đầu từ đầu nóng đến phía đầu lạnh sẽ làm phía đầu nóng có hiện tượng tích điện với hóa trị dương. Cụ thể công thức về việc tính suất điện động của nhiệt điện sẽ là:

E = αT(T1 – T2)

Trong đó:

- T1 được biết đến chính là nhiệt độ ở phía dây có nhiệt độ mức cao hơn

- T2 được biết đến chính là nhiệt độ ở phía dây có nhiệt độ ở mức thấp hơn

- Còn αT thì được biết đến chính là hệ số tính nhiệt điện động của nhiệt điện

Một lưu ý mà các bạn cần nắm được đó là suất điện động của nhiệt điện tuy nhỏ nhưng lại có đặc điểm là rất ổn định theo thời gian và điều kiện thí nghiệm. Do đó, về ứng dụng thì cặp nhiệt điện này sẽ được dùng phổ biến trong các hoạt động về đo nhiệt độ.

4. Tham khảo các tài liệu về bản chất các dòng điện trong kim loại

Bên cạnh các nội dung về bản chất liên quan đến dòng điện trong kim loại thì khối kiến thức chung về dòng điện ở trong kim loại cũng khá nhiều và khó. Do đó, các bạn học sinh trong quá trình học tập sẽ cần phải tìm hiểu thêm các tài liệu khác ngoài sách giáo khoa để bổ sung, nâng cao kiến thức cho mình về bài tập Vật lý chẳng hạn như các công thức tính điện trở, bản chất của dòng điện trong chất bán dẫn, bảng đổi đơn vị vật lý, bài tập chất khí, bài tập sóng ánh sáng, chất có nhiệt độ sôi cao nhất,... Từ đó áp dụng cho các bài thực hành, bài tập liên quan được hiệu quả hơn.

Dưới đây là một số file tài liệu tổng hợp kiến thức về chương dòng điện trong kim loại, bạn đọc quan tâm có thể click và tải về để tham khảo thêm nhé.

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (1).doc

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (2).doc

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (13).pdf

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (8).pdf

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (7).pdf

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (6).pdf

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (5).pdf

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (4).pdf

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (3).pdf

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (2).pdf

tài liệu về bản chất của dòng điện trong kim loại (1).pdf

Hy vọng qua những thông tin trên đây, các bạn đã nắm rõ về bản chất của dòng điện trong kim loại là gì để vận dụng một cách chính xác nhất vào các bài tập, bài kiểm tra, bài thi. Chúc các bạn luôn học tốt và đạt thành tích cao trong các kỳ thi của mình nhé.