Dòng điện trong kim loại là gì? Bản chất và ứng dụng của dòng điện trong kim loại

29/04/2021 05:22 PM | Tìm việc > Tổng quan

Kim loại là chất có khả năng dẫn điện rất tốt và được sử dụng nhiều trong cơ điện. Mỗi kim loại có khả năng dẫn điện khác nhau tùy thuộc vào đặc tính của chúng. Vậy tại sao kim loại có khả năng dẫn điện? Dòng điện trong kim loại là gì và ứng dụng của nó? Với nội dung bài viết này Timviecdientu sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về nó.

Dòng điện trong kim loại là gì?

Dòng điện trong kim loại chính là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường. Chiều của dòng điện được quy ước từ cực âm qua dây dẫn, các thiết bị và đến cực âm của nguồn điện. Hệ số điện trở phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, độ sạch, chế độ gia công của vật liệu.

dòng điện trong kim loại

Bản chất của dòng điện trong kim loại

Trong vật liệu kim loại, các nguyên tử bị mất electron hoá trị sẽ trở thành các ion dương (+). Các ion (+) sẽ liên kết với nhau theo một trật tự để tạo nên mạng tinh thể kim loại. Chuyển động nhiệt của các ion càng mạnh thì mạng tinh thể sẽ dễ bị mất trật tự.
Các electron hoá trị tách khỏi nguyên tử sẽ trở thành các electron tự do với mật độ không đổi. Sau đó chúng chuyển động một cách hỗn loạn tạo thành khí electron tự do và chiếm toàn bộ thể tích của khối kim loại đó mà không sinh ra dòng điện nào.
Điện trường E do nguồn điện ngoài sinh ra sẽ đẩy khí electron trôi ngược hướng với chiều điện trường và sinh ra dòng điện.
Khi mạng tinh thể mất trật tự dẫn đến sự chuyển động của electron tự do bị cản trở, và đây là nguyên nhân gây ra điện trở kim loại.
Kim loại có khả năng dẫn điện tốt vì các hạt tải điện trong kim loại là electron tự do và có mật độ lớn

>>>Xem thêm: Tìm hiểu về các kiến thức liên quan đến đào tạo điện tử hay nhất với Timviecdientu.

Sự phụ thuộc điện trở suất của kim loại theo nhiệt độ

dòng điện trong kim loại

Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp và hiện tượng siêu dẫn

dòng điện trong kim loại

Khi nhiệt độ giảm, điện trở suất của kim loại sẽ bị giảm liên tục. Đến gần 0^oK điện trở của kim loại sạch sẽ rất nhỏ.
Một số kim loại và hợp kim, khi nhiệt độ thấp hơn một nhiệt độ tới hạn T_c thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. Khi này, các vật liệu kim loại ấy đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn.
Ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn trong thực tế:

+ Các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra các từ trường rất mạnh.

+ Dùng dây siêu dẫn để tải điện và tổn hao năng lượng trên đường dây không còn nữa.

>>>Xem thêm: Tìm việc làm Hà Nội, xem ngay các công việc hấp dẫn với mức lương tốt nhất.

Hiện tượng nhiệt dẫn

Trường hợp bạn lấy hai dây kim loại khác nhau. Tiến hành hàn 2 đầu kim loại với nhau, một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao, mối hàn còn lại giữ ở nhiệt độ thấp. Lúc này hiệu điện thế giữa đầu nóng và đầu lạnh của từng dây sẽ không giống nhau, trong mạch sẽ xuất hiện một suất điện động. Suất điện động nhiệt điện có công thức:

E = αT( t1 − t2 )

Trong đó:

+ t1 là nhiệt độ ở đầu dây có nhiệt độ cao hơn (K)

+ t2 là nhiệt độ ở đầu dây có nhiệt độ thấp hơn (K)

+ αT là hệ số nhiệt điện động (V/K)

Ứng dụng của hiện tượng nhiệt dẫn trong thực tế: Hiện tượng nhiệt dẫn được ứng dụng trong việc sản xuất cặp nhiệt điện để đo nhiệt độ

Trên đây là một số kiến thức liên quan đến dòng điện trong kim loại, bản chất của nó và các hiện tượng siêu dẫn, nhiệt dẫn cũng như ứng dụng của các hiện tượng này. Mong rằng thông tin chúng mình cung cấp hữu ích với bạn.

>>>Khám phá ngay: Website tuyển dụng việc làm uy tín hàng đầu, với hàng ngàn công việc hấp dẫn!