Dòng điện trong kim loại

1. Bản chất của dòng điện trong kim loại

- Hạt tải điện trong kim loại là êlectron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện tốt

- Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các êlectron tự do dưới tác dụng của điện trường

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

- Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể tăng, làm cho điện trở của kim loại tăng

   

- Điện trở suất \(\rho\) của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất

   \(​​\rho=\rho_{o}[1+\alpha (t-t_{o})]\)

trong đó, \(\rho_{o}\)  là điện trở suất ở \(t_{o}\)  độ C, \(\alpha\)  là hệ số nhiệt điện trở, đơn vị đo là \(K^{-1}\)

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

- Khi nhiệt độ giảm mạnh, mạng tinh thể càng bớt mất trật tự nên sự cản trở của nó đến chuyển động của êlectron càng ít, nên điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần 0  K , điện trở của các kim loại sạch đều rất bé.

- Ở một số kim loại, khi nhiệt độ giảm xuống thấp hơn nhiệt độ tới hạn  \(T_{c}\) thì điện trở suất đột ngột giảm xuống bằng 0. Nhiều tính chất như từ tính, nhiệt dung cũng thay đổi đột  ngột ở nhiệt độ này.Ta nói rằng các vật liệu này đã chuyển sang trạng thái siêu dẫn

4. Hiện tượng nhiệt điện

- Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại còn cho thấy, nếu sợi dây kim loại có một đầu nóng và một đầu lạnh, thì chuyển động nhiệt của êlectron sẽ làm cho một phần êlectron tự do ở đầu nóng dồn về đầu lạnh. Đầu nóng sẽ tích điện dương, đầu lạnh tích điện âm

- Cặp nhiệt điện là hai dây kim loại khác bản chất, hai đầu hàn vào nhau. Khi nhiệt độ hai mối hàn \(T_{1}\) , \(T_{2}\) khác nhau, trong mạch có suất điện động nhiệt điện \(\xi=\alpha_{T}(T_{1}-T_{2})\)   với \(\alpha _{T}\)  là hệ số nhiệt điện động