Dòng điện trong kim loại

I. Tính dẫn điện của kim loại

 - Kim loại là chất dẫn điện tốt (điện trở suất r rất nhỏ hay điện dẫn xuất \(\sigma  = \dfrac{1}{\rho }\) rất lớn).

- Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật ôm (nếu nhiệt độ được giữ không đổi).

- Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.

- Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ:

\(\rho  = {\rho _0}{\rm{(}}1 + \alpha (t - {t_0}){\rm{)}}\)

Trong đó:

+ \({\rho _0}\): điện trở suất ở t0 (thường lấy 200C)

+ \(\alpha \): hệ số nhiệt điện trở

II. Bản chất dòng điện trong kim loại

Dòng điện trong kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron tự do ngược chiều điện trường.

III. Hiện tượng nhiệt điện

1. Cặp nhiệt điện – Dòng nhiệt điện – Suất điện động nhiệt điện

Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch kín gồm hai vật dẫn khác nhau khi giữ mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau.

Thực nghiệm cho kết quả:

\(E = {\alpha _T}({T_1} - {T_2})\)

Trong đó:

    + T: nhiệt độ (tuyệt đối)

    + αT: hệ số nhiệt điện động (V.K-1)

2. Ứng dụng

Nhiệt kế nhiệt điện và Pin nhiệt điện.

IV. Hiện tượng siêu dẫn

Hiện tượng siêu dẫn là khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ TC nào đó, điện trở của kim loại (hay hợp kim) đó giảm đột ngột đến giá trị bằng không.

Khi đó kim loại (hay hợp kim) có tính siêu dẫn và có thể duy trì dòng điện dù không còn nguồn điện.

- Những ưu điểm của vật liệu siêu dẫn:

       + Điện trở của vật liệu siêu dẫn nhỏ (≈ 0) nên dòng điện sinh ra trong vật dẫn được duy trì trong thời gian dài.

       + Vật liệu siêu dẫn có thể tạo nên từ trường rất mạnh.

- Vật liệu siêu dẫn có nhiều ứng dụng quan trọng (tạo từ trường mạnh,...).

Hiện nay, các nhà nghiên cứu đang tìm cách chế tạo vật liệu siêu dẫn ở nhiệt độ cao.

Luyện bài tập vận dụng tại đây!