#1 Những ứng dụng của dòng điện trong kim loại là thế nào?

Có thể bạn đã biết, kim loại là vật tư có năng lực dẫn điện tốt. Tuy vào đặc thù cấu trúc và đặc tính của từng kim loại mà năng lực dẫn điện sẽ khác nhau. Vậy thực chất dòng điện trong kim loại là gì, vì sao kim loại lại hoàn toàn có thể dẫn điện, hãy cùng chúng tôi tìm hiểu và khám phá trong bài viết dưới đây nhé !

dòng điện trong kim loại là gì

Dòng điện trong kim loại là gì ?

Mục lục bài viết

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 sự tác động của điện trường. Khi hai đầu điện thế có sự chênh lệch sẽ tạo nên các dòng chuyển dịch mang hướng các electron tự do bên trong các thanh kim loại.

Nghiên cứu theo thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại, ta có :

  • Trong vật tư kim loại, những nguyên tử bị mất electron sẽ mang hóa trị dương. Các ion dương link với nhau theo một trật tự nhất định, tạo nên mạng tinh thể kim loại. Nếu nhiệt độ tăng, mạng tinh thể sẽ càng bị mất trật tự .
  • Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử tạo thành những electron tự do, hoạt động một cách hỗn loạn tạ nên khí electron tự do, chiếm hàng loạt thể tích khối kim loại. Quá trình này không sinh ra dòng điện nào .
  • Điện trường E do nguồn điện bên ngoài sinh ra đẩy khí electron trôi ngược hướng với chiều của điện trường, từ đó sinh ra dòng điện .
  • Khi mạng tinh thể hỗn loạn, hoạt động của những electron tự do sẽ bị cản trở. Đây là nguyên do dẫn đến điện trở ở kim loại. Sự mất trật tự này thường xảy ra bởi hoạt động nhiệt của những ion trong mạng tinh thể, sự biến dạng cơ học hay những nguyên tử lạ lẫn vào. Hiểu một cách đơn thuần hơn, thông số điện trở của kim loại sẽ nhờ vào vào nhiệt độ, độ tinh khiết và năng lực gia công của vật tư .
  • Kim loại có năng lực dẫn điện tốt do những hạt tải điện trong kim loại là những electron tự do với tỷ lệ cực kỳ cao .
Xem thêm  Anh Ba Phải | Thử Thách 24h Cắm Trại Bốc Thăm Lấy Đồ Ăn - Trong Lều & Ngoài Trời | 24 Hour Challenge | thông tin về game mới cập nhật tại Bem2

Chiều của dòng điện được quy ước là chiều di dời của những điện tích dương. Chiều của dòng điện trong kim loại sẽ ngược hướng với chiều di dời của những e tự do .

dòng điện trong kim loại

Mô hình cấu trúc tinh thể kim loại đồng

Điện trở suất trong kim loại và sự phụ thuộc đối với nhiệt độ

Điện trở suất là gì?

Điện trở suất được hiểu là một đại lượng đặc trưng, nói lên năng lực cản trở dòng điện của một vật tư nào đó. Những vật tư có điện trở suất cao thường được chọn làm vật tư cách điện, còn chất có điện trở suất thấp được dùng làm vật tư dẫn điện .Bản chất của điện trở suất phản ánh năng lực cản trở sự di dời của những hạt mang điện. Điện trở suất có đơn vị chức năng Ohm. met ( Ω. m ) .

Sự phụ thuộc của điện trở suất đối với nhiệt độ

Điện trở suất và nhiệt độ có sự tương quan rất lớn. Thông thường, những vật có cấu trúc từ kim loại sẽ có điện trở suất tỷ suất thuận với nhiệt độ. Đối với những vật tư bán dẫn, điện trở suất lại tỷ suất nghịch với nhiệt độ. Theo đó, nhiệt độ càng cao thì điện trở suất của vật đó càng thấp .Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ, được xác lập bằng công thức :

ρ = ρ0[1 + α(t – t0)]

Trong đó:

  • α : thông số nhiệt điện trở .
  • ρ0 : điện trở suất của kim loại khi ở điều kiện kèm theo nhiệt độ t0 .
Xem thêm  10 Cách Khắc Phục Lỗi iPhone 12 Không Tải Được Ứng Dụng

Theo đó, khi nhiệt độ của vật tư giảm xuống đến giá trị Tc nhất định, điện trở suất của vật tư đó sẽ giảm bất ngờ đột ngột xuống giá trị 0. Hiện tượng này được người ta gọi là hiện tượng kỳ lạ siêu dẫn .Trong trạng thái siêu dẫn, từ trường bị đẩy ra khỏi vật tư siêu dẫn khi ở nhiệt độ thấp, không nhờ vào vào trạng thái bắt đầu của vật tư đó ở nhiệt độ phòng. Người ta sử dụng hiện tượng kỳ lạ này để tạo ra từ trường mạnh, dùng nó để sản xuất máy gia tốc mạnh, máy đo điện trường đúng mực, máy quét MRI trong y học, …

điện trở

Bảng biểu lộ mối quan hệ giữa điện trở với nhiệt độTrên trong thực tiễn, điện trở suất của những vật tư còn nhờ vào vào nhiều yếu tố khác như chính sách tán xạ của điện tử trong vật tư ( tán xạ trên phono, tán xạ sai hỏng, tán xạ trên spin, … ) hay tỷ lệ điện tử tự do trong chất, …

Một số định nghĩa khác liên quan đến điện trở suất của các vật liệu

  • Tích điện trở suất mật độ

Bên cạnh điện trở suất của vật liệu, tích điện trở suất mật độ cũng là một đại lượng khá quan trọng. Đại lượng này có thể làm cho dây dẫn dày và to hơn mà điện trở suất vẫn tương đương. Đây là điều cần lưu ý khi chọn tiết diện của dây dẫn, bởi mọi người có xu hướng thích tích điện trở suất mật độ thấp.

Xem thêm: Cách Tải Ch Play Về Máy Tính Pc Laptop, Cách Để Tải Game Về Máy Tính

Xem thêm  [TOP.1 Dirak] // Trận Đấu Đánh Dirak Quá Nhàn Hạ, Team Bạn Bất Lực | Dirak Liên Quân | những tin tức về game mới cập nhật tại Bem2

Ta có bảng ví dụ cho 1 số ít kim loại điển hình nổi bật sau :

Vật liệu

Điện trở suất

[nΩ·m]

Mật độ

[g/cm³]

Tích mật độ điện trở suất

[nΩ·m·g/cm³]

Natri

47,70,9746

Liti

92,80,5349

Đồng

16,788,96150

Điều này lý giải cho việc bạc là một kim loại có khả năng dẫn điện tốt, nhưng mật độ cao, do đó nếu sử dụng bạc làm dây dẫn sẽ rất dày và nặng. Hy điện trở suất của nhôm truyền được xa hơn so với đồng (do nhôm nhẹ hơn), nhờ đó mà nhôm được sử dụng phổ biến để làm dây dẫn điện.

  • Điện trở suất phức

Trong nghiên cứu và phân tích phản ứng những loại vật tư với dòng điện xoay chiều hay trong ứng dụng cắt lớp trở kháng, việc sửa chữa thay thế suất điện trở bằng những đại lượng phức ( tổng của 2 đại lượng ) là điều thiết yếu .

Ứng dụng của dòng điện trong kim loại đối với cuộc sống hiện nay

Dòng điện trong kim loại trên thực tiễn có rất nhiều ứng dụng, tuy nhiên tác dụng thông dụng nhất chính là sản xuất ra nam châm hút điện, bởi dòng điện này tạo ra từ trường mạnh, đồng thời không gây hao phí nguồn năng lượng do tỏa nhiệt trong quy trình quản lý và vận hành .Trên đây là những thông tin xoay quanh câu hỏi thực chất của dòng điện trong kim loại là gì. Mong rằng những kỹ năng và kiến thức tổng quan trên giúp mọi người hiểu biết hơn về khái niệm này, từ đó thuận tiện hơn trong việc lựa chọn vật tư dẫn điện và vật tư cách điện tương thích .

Rate this post

Bài viết liên quan

Để lại ý kiến của bạn:

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *