Dòng điện kim loại I.Bản Chất dòng điện kim loại Thuyết Electron tính dẫn điện kim loại: - Trong kim loại, nguyên tử e hóa trị trở thành ion dương liên kết với theo trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại - Các e hóa trị tách khỏi nguyên tử động hỗn loạn, gọi e tự - Điện trường E nguồn điện sinh ra, đẩy khí e trơi ngược chiều điện trường  dòng điện + + + + + + + + + + + + + + - Khi điện trường Khi có điện trường- Nguyên nhân gây điện trở kim loại trật tự mạng tinh thể: chuyển động nhiệt ion, méo mạng tinh thể biến dạng cơ, nguyên tử lạ lẫn kim loại,… Bản chất dòng điện kim loại -Dòng điện kim loại dòng chuyển dời có hướng e tự tác dụng điện trường II Hiện tượng nhiệt điện a. Cấu tạo Gồm hai dây dẫn kim loại có chất khác nhau, hai đầu dây tiếp xúc nhau, tạo thành mạch kín có mối tiếp xúc b. Hoạt động Khi tạo chênh lệch nhiệt độ hai mối tiếp xúc, mạch kín xuất dòng điện, gọi dòng nhiệt điện III Hiện tượng siêu dẫn: 1/ Khái niệm - Khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ Tc đó, điện trở kim loại (hay hợp kim) giảm đột ngột đến giá trị khơng Hiện tượng gọi tượng siêu dẫn Khi đó, kim loại hợp kim có tính siêu dẫn 2/Tác dụng: Giảm hao phí điện nên lượng sử dụng triệt đê Trong tương lai dùng làm đường dây tai điện, dây dẫn thiết bị gia dụng Khi ta nâng cao nhiệt độ tới hạn vật dẫn đến mức thực IV Ứng dụng Dây siêu dẫn nhiệt độ cao hệ (2G) có chiều rộng 4cm (cơng ty American Superconductor sản xuất) Ứng dụng thành công lớn chất siêu dẫn lĩnh vực giao thông, cụ thể tàu “lướt” đệm từ trườngvới vận tốc 581km/giờ - Ứng dụng: - Pin nhiệt điện - Nhiệt kế nhiệt điện Máy chụp cộng hưởng từ MRI Máy gia tốc tốc độ cao Bình tích trữ lượng Câu hỏi: Vì cặp nhiệt điện phải dùng hai kim loại khác chât? Do tượng nhiệt điện chuyển nhiệt năng trực tiếp thành điện năng và ngược lại, số kết nối hai vật dẫn điện khác nhau.Cụ thể, chênh lệch nhiệt độ giữa hai bên kết nối sinh một hiệu điện thế giữa hai bên kết nối ngược lại Do cần phải dùng kim loại khác chất để có độ chênh lệch nhiệt độ bị tác dụng tác nhân nhiệt tạo hiệu điện DÒNG ĐiỆN TRONG DUNG DỊCH ĐiỆN PHÂN I Bản chất dòng điện chất điện phân - Ví dụ: điện phân dung dịch CuSO4 S04 Cu2 + 2- Cu2+ S042- SO4 _ E Cu SO42- 2+ Cu2+ 2- Cu 2+ Khi chưa có điện trường cực + 2S04 S04 2- Cu 2+ Khi có điện trường cực  Nhân xét   Ở nhiệt độ thấp, gần K, electron hóa trị gắn bó chặt chẽ với nguyên tử nút mạng => Khơng có electron tự  Vậy, nhiệt độ cao ln có phát sinh cặp electron – lỗ trống  Số electron lỗ trống bán dẫn tinh khiết  Vậy, dòng điện bán dẫn dòng chuyển dời có hướng electron lỗ trống Bán dẫn tinh khiết gọi bán dẫn loại i, bán dẫn tinh khiết, số electron số lỗ trống • Độ dẫn điện bán dẫn tinh khiết tăng nhiệt độ tăng, giảm nhiệt độ giảm • Điện trở suất bán dẫn giảm có ánh sáng thích hợp chiếu vào Đó tượng quang dẫn a) Bán dẫn loại n: Giả sử mạng tinh thể Silic có lẫn nguyên tử Phốt P:1s22s22p63s23p3 Si P Electron dư nguyên tử Phôtpho liên kết yếu với nguyên tử Phôtpho Si Si Si Si P Si Si Si Si Mạng tinh thể pha tạp Phốtpho NHẬN XÉT:  Như vậy, tạp chất P tạo thêm các electron tự do, mà không làm tăng thêm số lỗ trống  Ta gọi electron là hạt tải điện bản hay đa số, lỗ trống là hạt tải điện không bản hay thiểu số  Bán dẫn gọi là bán dẫn electron hay bán dẫn loại n b) Bán dẫn loại p: Giả sử mạng tinh thể Silic có lẫn ngun tử Bo (B) B:1s22s22p63s23p1 Lỡ trống tạo Si B nên nguyên tử Bo thiếu electron liên kết với nguyên tử Silic lân cận Si Si Si Si B Si Si Si Si Mạng tinh thể pha tạp Bo NHẬN XÉT:  Như vậy, tạp chất B pha vào bán dẫn Silic tạo thêm lỗ trống, làm cho số lỗ trống nhiều số electron dẫn  Ta gọi lỗ trống là hạt tải điện bản hay đa số, electron là hạt tải điện không bản hay thiểu số  Bán dẫn gọi là bán dẫn lỗ trống hay bán dẫn loại p  Trả lời câu hỏi: C2: hai bên lớp nghèo lại có ion dương ion âm? có điện trường hướng từ n sang p làm cản khuyeechs tác hạt mang điện lúc số hạt mang điện sát bên lớp tiếp xúc giảm lớp chuyển tiếp p-n hình thành lớp khơng có hạt tải điện  Ứng dụng Diode bán dẫn    Diode thường sử dụng mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành chiều, mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động mạch chỉnh lưu Diode tích hợp thành Diode cầu có dạng  a) Diod chỉnh lưu: Nửa chu kì đầu, điện bán dẫn loại p cao điện bán dẫn loại n, dòng điện chạy qua theo  chiều mũi tên  Nửa chu kì sau, diode mắc theo chiều ngược dòng điện, dòng điện chạy mạch nhỏ, bỏ qua   n p + catố t anố t Kýhiệ u điố t bá n dẫ n I I ∼ Chỉ nh lưu nử a chu kỳ ∼ Chỉ nh lưu hai nử a chu kỳ Một số loại trandito thường dùng Hệ thống báo cháy có sử dụng redisto Các linh kiện ... siêu dẫn Khi đó, kim loại hợp kim có tính siêu dẫn 2/Tác dụng: Giảm hao phí điện nên lượng sử dụng triệt đê Trong tương lai dùng làm đường dây tai điện, dây dẫn thiết bị gia dụng Khi ta nâng... 3.106 V/m) Trong phận đánh lửa (bugi) động nổ để đốt hỗn hợp nổ Trong tự nhiên, sét tia lửa điện hình thành đám mây mưa mặt đất Tia lửa điện dùng thiết bị tạo khí ơzon để khử trùng Trong cơng... ra, đẩy khí e trơi ngược chiều điện trường  dòng điện + + + + + + + + + + + + + + - Khi khơng có điện trường Khi có điện trường- Nguyên nhân gây điện trở kim loại trật tự mạng tinh thể: chuyển