Nguyên Nhân Gây Ra Điện Trở Của Kim Loại Là

Đáp án đúng: D. sự va chạm của các e với các ion dương ở các nút mạng bị mất trật tự.Bạn đang xem: Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại

Sự va chạm của các e với các ion dương ở các nút mạng bị mất trật tự gây ra điện trở của kim loại .

Bạn đang xem: Nguyên nhân gây ra điện trở của kim loại là

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về vấn đề này nhé!

1. Dòng điện trong kim loại là gì ?

Dòng điện trong kim loại chính là một dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới ảnh hưởng của điện trường. Hệ số của nhiệt điện trở không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ mà nó còn phụ thuộc vào cả độ tinh khiết và chế độ gia công của vật liệu đó. Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại sẽ giảm liên tục.


*

2. Nguyên nhân tạo ra dòng điện trong kim loại

Điều kiện có dòng điện trong kim loại là: Trong quá trình chuyển động, các electron tự do luôn va chạm với các ion dao động xung quanh vị trí cân bằng ở các nút mạng, sau đó truyền một phần động năng cho chúng. Sự va chạm này chính là nguyên nhân tạo ra điện trở cho dây dẫn kim loại và tác dụng nhiệt. Điện trở suất của kim loại sẽ tăng giảm tùy theo nhiệt độ.

Trong trường hợp khi nhiệt độ liên tục giảm xuống dưới nhiệt độ Tc nào đó thì điện trở của kim loại (hay hợp kim) sẽ giảm đột ngột cho đến giá trị bằng không. Hiện tượng trên được gọi với cái tên hiện tượng siêu dẫn.

3. Bản chất của dòng điện trong kim loại

- Hạt tải điện trong kim loại là các electron tự do. Mật độ của các electron tự do trong kim loại rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt

- Bản chất dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các electron dưới tác dụng của điện trường.

- Chuyển động nhiệt của mạng tinh thể cản trở chuyển động của hạt tải điện làm cho điện trở kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ. Đến gần 0oK, điện trở của kim loại rất nhỏ.

4. Điện trở suất, công thức tính điện trở suất

4.1 Khái niệm điện trở suất

Điện trở suất là một đại lượng có khả năng cản trở dòng điện. Ngoài ra điện trở suất cũng phản ánh khả năng cản trở sự dịch chuyển theo chiều hướng của những hạt mang điện của những loại vật liệu xây dựng khác nhau

4.2 Công thức tính điện trở suất

Công thức tính điện trở suất là:

P = R x (l/S)

Trong đó: 

p là điện trở suất

R là điện trở

S là tiết diện

l là chiều dài của dây dẫn

5. Sự phụ thuộc của điện trở suất trong kim loại.

Điện trở suất ρρ của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất :

 ρ=ρ0ρ=ρ0

Trong đó:

ρ0: là điện trở suất ở nhiệt độ t℃ ( thường ở 20℃)

ρ: là điện trở suất ở nhiêt độ t℃

α : Hệ số nhiệt điện trở, đơn vị K-1 phụ thuộc

Hệ số nhiệt điện trở còn phụ thuộc vào cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó.

6. Ứng dụng

VD: chế tạo ra nam châm điện vì nó có từ trường mạnh mà không hao phí năng lượng do tỏa nhiệt.

Xem thêm: Top 10 Phim Về Chó Thông Minh Và Cảm Động Nhất Thế Giới Hạn, Chú Chó Thông Minh

7. Các dạng bài tập Dòng điện trong kim loại

Dạng 1: Cách tính điện trở của dây dẫn kim loại 


*

Trong đó:

• ρ là điện trở suất (Ω.m)

• l là chiều dài vật dẫn (m)

• S là tiết diện thẳng của dây dẫn (m2)

VD1: Người ta dùng dây hợp kim nicrôm có tiết diện 0,2 mm2 để làm một biến trở. Biết điện trở lớn nhất của biến trở là 40W.

a) Tính chiều dài của dây nicrôm cần dùng. Cho điện trở suất của dây hợp kim nicrôm là 1,1.10-6Wm

b) Dây điện trở của biến trở được quấn đều xung quanh một lõi sứ tròn có đường kính 1,5cm. Tính số vòng dây của biến trở này. 


*

VD2: Cho hai bóng đèn Đ1, Đ2: trên Đ1 có ghi ( 6V – 1A), trên Đ2 có ghi Đ2 ( 6V- 0,5A).

a) Khi mắc hai bóng này vào hiệu điện thế 12V thì các đèn có sáng bình thường không? Tại sao?

b) Muốn các đèn sáng bình thường thì ta phải dùng thêm một biến trở có con chạy. Hãy vẽ các sơ đồ mạch điện có thể có và tính điện trở của biến trở tham gia vào mạch khi đó.


*

Dạng 2: Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ

Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở của dây.


*

- Hệ thức biểu diễn định luật

Trong đó: R là điện trở (Ω)

U là hiệu điện thế (V)

I là cường độ dòng điện (A)

Sự phụ thuộc của điện trở vào nhiệt độ

ρ=ρoρ=ρo R=Ro

VD1: Một dây đồng có điện trở R1 = 2 Ω ở 20oC. Sau một thời gian có dòng điện đi qua, nhiệt độ của dây đồng là 74oC. Tính điện trở R2 của dây đồng ở 74oC. Hệ số nhiệt điện trở của đồng α = 0,004 K-1.

Hướng dẫn:

Điện trở R2 của dây đồng ở 74oC: R2 = R1 = 2(1 + 0,004.54) = 2,43Ω

Dạng 3: Hiện tượng nhiệt điện, Suất điện động nhiệt điện

Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện ζ trong một mạch điện kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở nhiệt độ khác nhau là hiện tượng nhiệt điện. Trong đó, ζ là suất điện động nhiệt điện, và bộ hai dây dẫn hàn hai đầu vào nhau được gọi là cặp nhiệt điện.

ζ = αT(T1 - T2) = αT (to1 - to2)

Trong đó:

+ αT là hệ số nhiệt điện động (μV/K)

+ T1 và T2 lần lượt là nhiệt độ của đầu nóng và đầu lạnh.

Ví dụ 1: Một mối hàn của cặp nhiệt điện có hệ số nhiệt điện động αT = 6,5 μV/K được đặt trong không khí ở t1 = 20o C, còn đầu kia được nung nóng ở nhiệt độ t2.