Dòng điện trong kim loại là gì? Trong cuộc sống thường ngày, dòng điện này được ứng dụng thế nào? Cùng Mayruaxemini.vn tìm hiểu chi tiết hơn về dòng điện trong kim loại ở nội dung bài viết dưới đây nhé!
Dòng điện trong kim loại là gì?
Dòng điện trong kim loại được hiểu đơn giản là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới sự ảnh hưởng của từ trường. Nói cách khác, khi hiệu điện thế giữa 2 đầu dây kim loại chênh lệch nhau sẽ tạo ra các electron tự do di chuyển theo một phương hướng nhất định.
Các electron trong quá trình di chuyển sẽ va chạm với những icon ở nút mạng. Điều này dẫn đến trường hợp, dây dẫn kim loại tạo ra điện trở. Tuy nhiên, điện trở được tạo ra hoàn toàn không phụ thuộc vào nhiệt độ. Thay vào đó, nó được quyết định dựa trên độ sạch của kim loại.
Bản chất dòng điện trong kim loại là gì?
Bản chất của dòng điện trong kim loại cụ thể là:
- Khi mất các electron hóa trị thì các nguyên tử sẽ trở thành ion dương
- Các ion dương trong mạch điện sẽ tạo ra mạng tinh thể kim loại. Chúng liên kết với nhau theo một trật tự nhất định.
- Mật độ n trong dòng điện không thay đổi, các electron hóa trị sẽ tách khỏi nguyên tử và chuyển thành những electron tự do, chuyển động hỗn loạn.
- Điện trường thường được tạo ra bởi nguồn điện. Tất cả những khối khí electron đều được đẩy ngược theo chiều của điện trường. Nhờ vậy mà dòng điện trong kim loại được sinh ra
- Điện trở trong kim loại xuất hiện rõ rệt khi mạng lưới các tinh thể bị mất trật tự. Điện trở đặc biệt nhạy cảm với các yếu tố như sự biến dạng của tinh thể, có nguyên tử lạ trong kim loại,…
- Dựa theo thuyết electron thì tất cả những hạt có khả năng tải điện trong kim loại đều là electron tự do. Mật độ hạt tải điện trong kim loại vô cùng cao.
Sự phụ thuộc của điện trở suất trong kim loại
Sự phụ thuộc của điện trở suất trong kim loại biểu hiện rõ nhất qua 2 hiện tượng chính, cụ thể:
Hiện tượng siêu dẫn
Khi nhiệt độ giảm thì trợ suất cũng sẽ giảm. Điện trở của kim loại vô cùng bé, có khi giảm xuống gần đến 0 độ K. Nhiều nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng, khi nhiệt độ thấp hơn so với nhiệt độ Tc thì điện trở sẽ quay về 0 đối với kim loại và hợp kim. Hiện tượng này được gọi tắt là siêu dẫn.
Các ứng dụng cụ thể của hiện tượng siêu dẫn là:
- Từ trường mạnh có thể được tạo ra từ những cuộn dây siêu dẫn
- Dây siêu dẫn có thể đáp ứng khả năng tải điện và năng lượng sẽ không bị tiêu hao trong tương lai.
Hiện tượng nhiệt điện
Hàn 2 đầu dây kim loại khác nhau thì một mối hàn sẽ có nhiệt độ thấp và mối còn lại có nhiệt độ cao. Sự khác nhau này đã góp phần tạo ra hiệu điện thế cho dòng điện. Suất điện động nhiệt điện xuất hiện ở phần trong mạch E và được tính theo công thức là:
E = aT(T1–T2)
Trong đó:
T1 là Nhiệt độ của đầu dây có nhiệt độ cao
T2 là Nhiệt độ của đầu dây có nhiệt độ thấp
aT là nhiệt điện động He
Các ứng dụng nổi bật của dòng điện trong kim loại
Dòng điện trong kim loại được ứng dụng rất nhiều ở các lĩnh vực đời sống khác nhau. Các ứng dụng điển hình của dòng điện này là:
- Dùng trong quá trình tạo ra nam châm điện mà không cần hao tổn phí năng lượng tỏa nhiệt. Bởi vì nó có từ trường mạnh
- Ứng dụng trong việc sản xuất máy quét MRI trong ngành Y học. Hay tạo ra máy gia tốc mạnh phục vụ công tác khám, chữa bệnh.
- Trong lĩnh vực tin học điện tử, dòng điện này được dùng để ngắt mạch điện tử.
Các câu hỏi thường gặp về dòng điện trong kim loại
Liên quan đến chủ đề dòng điện trong kim loại là gì Mayruaxemini cũng thường bắt gặp các thắc mắc từ phía độc giả như:
Điều kiện để có dòng điện trong kim loại là gì?
Để có dòng điện trong kim loại cần phải đáp ứng 2 điều kiện là:
- Dây dẫn kim loại ở trong mạch điện có các hạt mang điện là electron. Độ lớn của dòng điện bằng với độ lớn electron và ngược chiều với chúng.
- Khi hiệu điện thế giữa 2 đầu vật dẫn chênh lệch nhau.
Dòng điện trong kim loại là dòng hạt gì?
Đáp án là dòng hạt electron hóa trị bị tách ra khỏi tinh thể. Những hạt electron này tự do trong môi trường kim loại và có mật độ lớn. Điều đó dẫn đến việc kim loại đáp ứng tốt các yêu cầu về tính dẫn điện.
Chiều dòng điện trong kim loại là gì?
Chiều quy ước của dòng điện là chiều mà các điện tích dương dịch chuyển. Theo đó, dòng điện trong kim loại sẽ ngược chiều với sự chuyển dịch của các electron tự do. Như các quý độc giả đã nắm được thì bản thân các electron tự do là những hạt tải điện. Vì thế, bản chất của dòng điện kim loại là dòng dịch chuyển có hướng của những electron tự do này.
Dòng điện trong kim loại không có tác dụng gì?
Dòng điện trong kim loại không thể tạo ra sự tích điện. Bởi ở kim loại, chất dẫn điện đóng vai trò chính. Khi đó, các hạt tích điện dương hoàn toàn không thể dịch chuyển. Thay vào đó, các electron mang điện tích âm sẽ di chuyển tự do vào trong vùng dẫn. Vì thế mới có kết luận rằng, electron là hạt mang điện trong kim loại.
Kết Luận
Dòng điện trong kim loại là gì đã được Mayruaxemini.vn lý giải chi tiết ở trên. Mong rằng, những thông tin hữu ích này sẽ giúp quý độc giả hiểu hơn về dòng điện trong kim loại và ứng dụng tốt trong đời sống.
