Dòng điện trong kim loại là gì? Có thể bạn chưa biết nhưng dòng điện kim loại ngày nay đã được ứng dụng trực tiếp vào cuộc sống của chúng ta như nhiệt kế, dây dẫn, điện từ trường,… Hãy cùng tìm hiểu dòng điện kim loại là gì? thông qua bài báo này.
1. Dòng điện chạy trong kim loại là gì?
Dòng điện trong kim loại là sự dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do chịu tác dụng của điện trường. Khi hai đầu điện thế có hiệu điện thế ngược chiều thì sinh ra chiều dịch chuyển của các êlectron tự do trong thanh kim loại.
Bạn đang xem: Khi electron trong kim loại là gì
Trong chuyển động, các electron chuyển động tự do và va chạm với các biểu tượng ở mạng tinh thể và truyền động năng qua chúng. Sự va chạm này tạo ra lực cản đối với dây dẫn kim loại. Điện trở suất có thể phụ thuộc vào nhiệt độ, độ tinh khiết và quá trình xử lý của vật liệu. Khi giảm nhiệt độ, điện trở suất của kim loại giảm tương ứng.
Hướng chung của dòng điện là hướng dịch chuyển của các điện tích dương. Chiều của dòng điện trong kim loại ngược với chiều của các êlectron tự do.
2. Bản chất của dòng điện trong kim loại
Trong kim loại, khi nguyên tử mất electron, chúng trở thành ion dương. Các ion này kết hợp với nhau tạo thành một mạng tinh thể có trật tự. Một khi mạng tinh thể này bị phá vỡ, chuyển động của các ion trở nên mạnh hơn.
Các electron hóa trị có xu hướng tách khỏi nguyên tử và trở thành các electron tự do có mật độ không đổi bằng n. Khi đó các electron sẽ không ngừng chuyển động hỗn loạn và sinh ra một lượng lớn khí electron tự do. và không có dòng điện nào khác được tạo ra.
Khi đẩy êlectron khí ngược chiều điện trường thì sinh ra điện trường của nguồn điện. Sự rối loạn trong kim loại cản trở sự chuyển động của các electron tự do và tạo ra lực cản.
Điện trở rất nhạy khi tinh thể bị biến dạng cơ học và trộn lẫn với các nguyên tử lạ trong kim loại, làm cho điện trở thay đổi.
3. Sự phụ thuộc của điện trở suất kim loại.
Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ xấp xỉ như một hàm bậc nhất:
ρ = ρ0 [1 + α (t − t0)] ρ = ρ0 [1 + α (t − t0)]
Vị trí:
ρ0 : điện trở suất ở nhiệt độ t ° C (thường là 20 ° C)
ρ : điện trở suất ở nhiệt độ t ° C
α : Hệ số nhiệt điện trở, đơn vị k-1 phụ thuộc vào
Hệ số nhiệt điện trở cũng phụ thuộc vào độ sạch và quá trình xử lý của vật liệu.
Siêu dẫn:
Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại cũng giảm. xuống gần o độ k, lúc này điện trở của kim loại sẽ rất nhỏ. Đối với một số kim loại và hợp kim, khi nhiệt độ dưới tc, điện trở đột ngột bằng không, một trạng thái gọi là trạng thái siêu dẫn.
Một số ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn:
- Các cuộn dây siêu dẫn có thể tạo ra từ trường mạnh.
- Trong tương lai, dây siêu dẫn có thể truyền điện trên đường dây tải điện mà không bị tổn thất và mất năng lượng.
Hiện tượng nhiệt điện:
Nếu hai dây khác nhau, hãy hàn các đầu lại với nhau. Một mối hàn sẽ có nhiệt độ cao và mối hàn còn lại sẽ ở mức thấp. Hiệu điện thế trong mỗi dây sẽ khác nhau giữa đầu nóng và đầu lạnh. Trong mạch có một suất điện động e gọi là suất điện động nhiệt điện. Hai dây dẫn này được gọi là cặp nhiệt điện.
Công thức tính lực nhiệt động:
e = at (t1 −− t2) e = at (t1 −− t2)
Ở đó, với
t1 : Nhiệt độ cuối nhiệt độ cao (k)
t2 : Nhiệt độ cuối thấp (k)
αt : he số nhiệt động lực học (v / k)
Ứng dụng của sản xuất cặp nhiệt điện trong đo nhiệt độ.
Bài viết trên cung cấp những thông tin cần thiết về dòng điện trong kim loại là gì? Hy vọng nó sẽ giúp bạn hiểu hơn về chúng và áp dụng chúng trực tiếp vào cuộc sống của mình.
Xem thêm thông tin về tổng quan hiện tại.
