Chương 3:Dòng điện trong các môi trường
Dòng điện trong kim loại(1)
Hạt tải điện trong kim loại là electron tự do
Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện tốt
Là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường
Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ
Điện trở của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ
Do chuyển động nhiệt của mạng tinh thể cản trở chuyển động của hạt tải nhiệt trong kim loại
Điện trở suất của kim loại tăng khi nhiệt độ tăng
p=p0[1+ α(t-t0)]
Trong đó:p là nhiệt trở suất ở nhiệt độ t
p0 là nhiệt trở suất ở nhiệt độ t0
α là hệ số nhiệt điện trở
Khi nhiệt độ gần 0 k
Điện trở của kim loại rất nhỏ
Khi T≤Tc( Tc là nhiệt đô tới hạn)
Vật liệu siêu dẫn(Al,Hg,Pb,...)có điện trở suất đột ngột giảm đến = 0
Hiện tượng nhiệt điện
E= αT(T1-T2)
Trong đó:T1,T2 là nhiệt độ hai mối hàn; αT là hệ số nhiệt điện động
Dòng điện trong chất điện phân(2)
Trong dung dịch,các ion có thể chuyển động tự do và trở thành hạt tải điện
Là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường
Hiện tượng dương cực tan
Xảy ra khi các anion đi tới anôt kéo các ion kim loại của điện cực vào trong dung dịch
Định luật fa-ra-day
Định luật 1
Khối lượng vật chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó
m=kq(1)
Định luật 2
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố sẽ tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 1/F, trong đó F là số Fa-ra-day.
k=1/F.A/n(2)
Từ (1)(2) tổng quát
m=1/F.A/nIt
Ứng dụng
Luyện nhôm
Mạ điện
Hóa chất
Dòng điện trong chất khí(3)
Lưu ý: chất khí không dẫn điên
Khi bị ion hóa,chất khí xuấn hiện các hạt tải điện(electron,ion)
là dòng chuyển dời có hướng của các electron và các ion trong điện trường
Các quá trình dẫn điện
Quá trình dẫn điện không tự lực
Sử dụng các tác nhân ion hóa bên ngoài để tạo ra hạt điện.VD: ngọn lửa gas, tia tử ngoại của đèn thủy ngân,...
Quá trình dẫn điện tự lực
Có thể tự duy trì mà không cần ta chủ động tạo ra các hạt tải điện
Tia lửa điện
Hồ quang điện
Dòng điện trong chân không( giảm tải)
Dòng điện trong chất bán dẫn (5)
Chất bán dẫn và tính chất
Là nhóm vật liệu tiêu biểu là gemani(Ge) và silic(Si)
P điện môi>P bán dẫn > P kim loại
P bán dẫn phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ và tạp chất
Có 2 loại hạt tải điện là electron và lỗ trống
Là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường
Phân loại
Bán dẫn loại n ( âm)
Có mật độ electron rất lớn so với mật độ lỗ trống
Bán dẫn loại p( dương)
Có mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ electron
Ứng dụng
điôt bán dẫn
Do dòng điện chỉ chạy qua lớp chuyển tiếp p-n theo chiều từ p-n
Tranzito
Chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện 1 chiều
Được ghép từ các lớp bán dẫn n-p-n hay p-n-p
Có khả năng khuyếch đại tín hiệu điện, và dùng để lắp bộ khuyếch đại và các khóa điện tử
Đỗ Hoàng Long