Để tổng hợp kiến thức về dòng điện trong các môi trường, Kiến Guru giới thiệu đến các bạn bài viết tổng hợp kiến thức vật lý 11 chương dòng điện trong các môi trường.
Đây là một bài viết trong chuỗi bài viết Tổng hợp kiến thức vật lý 11 của nhà Kiến. Chúng mình mong muốn rằng chuỗi bài viết này có thể tóm gọn và chọn lọc ra những kiến thức cần thiết nhất cho bạn đọc nhưng bên cạnh đó cũng rất đầy đủ để các bạn có thể hiểu hết các hiện tượng vật lý, những lý thuyết cơ bản nhất để giúp các bạn trong việc học tập và nghiên cứu.
Riêng bài viết này, chúng mình sẽ tập trung vào các dòng điện trong các môi trường xung quanh chúng ta mà chúng ta có thể gặp phải. Một phần lý thuyết và ứng dụng cũng cực kì quan trọng trong những bài kiểm tra và bài thi có thể tập trung vào.
Nào bây giờ chúng ta cùng tìm hiểu nhé!
1. Dòng điện trong kim loại:
Bản chất dòng điện trong kim loại sẽ là dòng chuyển dời có hướng của các electron ngược chiều điện trường.
Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: ρ = ρ0[1 + α[t – t0]].
α: hệ số nhiệt điện trở [K-1].
ρ0 : điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0.
Suất điện động của cặp nhiệt điện: E = αT[T1 – T2].
Trong đó T1 – T2 là hiệu nhiệt độ giữa 2 đầu: đầu nóng và đầu lạnh; αT là hệ số nhiệt điện động.
Hiện tượng siêu dẫn: Là hiện tượng điện trở suất của vật liệu sẽ giảm đi đột ngột xuống bằng 0 khi khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một lượng giá trị Tc nhất định. Giá trị này phụ thuộc vào bản thân vật liệu.
2. Dòng điện trong chất điện phân:
Trong dung dịch, các muối, bazơ, axit bị phân li thành ion. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion ở trong điện trường theo hai hướng ngược nhau.
Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân sẽ tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và làm cực dương đi gọi là hiện tượng dương cực tan.
Nội dung các định luật Faraday:
+ Định luật 1: Khối lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân sẽ tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
m = kq
+ Định luật 2: Đương lượng hóa học của nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A/n của nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là 1/F , trong đó F ở đây gọi là số Faraday.
Biểu thức kết hợp nội dung hai định luật:
3. Dòng điện trong chất khí:
Trong điều kiện thường chất khí sẽ không dẫn điện. Chất khí chỉ dẫn điện khi trong lòng ở đó có sự ion hóa các phân tử.
Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion âm, ion dương và các electron do chất khí bị ion hóa sinh ra.
Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn thì sẽ xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.
Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục được duy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là quá trình phóng điện tự lực.
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catot để nó phát được electron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.
4. Dòng điện trong chân không:
Là dòng chuyển động ngược chiều điện trường của các electron được bứt ra từ điện cực.
Diot chân không chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều, nó gọi là đặc tín chỉnh lưu.
Dòng electron được tăng tốc sau đó đổi hướng bằng điện trường và từ trường và nó được ứng dụng ở đèn hình tia catot [CRT].
5. Dòng điện trong chất bán dẫn:
Một số chất ở phân nhóm chính nhóm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khác nhau có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện, gọi là bán dẫn.
Bán dẫn dẫn điện hằng hai loại hạt tải sẽ là electron và lỗ trống.
Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron sẽ bằng mật độ lỗ trống. Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống sẽ rất lớn hơn mật độ electron. Ở bán dẫn loại n, mật độ electron sẽ rất lớn hơn mật độ lỗ trống.
Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện đi theo một chiều từ p sang n.
Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu. Đặc tính này được dùng để chế tạo diot bán dẫn.
Bán dẫn còn được dùng chế tạo transistor và có đặc tính khuếch đại dòng điện.
Vậy là chúng ta đã cùng nhau bước qua bài viết tổng hợp kiến thức vật lý 11 chương dòng điện trong các môi trường. Các bạn cảm thấy chúng thật thú vị phải không nào?
Thời gian đi học của chúng ta thì có hạn nên đôi khi chúng ta sẽ vô tình lướt qua những kiến thức thú vị này bởi kiến thức của nhân loại là vô tận. Trải qua thời gian, kho báu vô tận ấy vẫn tiếp tục được rộng mở, trong đó có những kiến thức cực kỳ thú vị nhưng rất ít người có thể nắm được nhé.
Hẹn gặp lại mọi người vào các bài viết tổng hợp kiến thức vật lý 11 tiếp theo nha!
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.Morbi adipiscing gravdio, sit amet suscipit risus ultrices eu.Fusce viverra neque at purus laoreet consequa.Vivamus vulputate posuere nisl quis consequat.
Create an account
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.Morbi adipiscing gravdio, sit amet suscipit risus ultrices eu.Fusce viverra neque at purus laoreet consequa.Vivamus vulputate posuere nisl quis consequat.
Create an account
Đua top nhận quà tháng 4/2022Đại sứ văn hoá đọc 2022
Hãy luôn nhớ cảm ơn và vote 5*
nếu câu trả lời hữu ích nhé!
XEM GIẢI BÀI TẬP SGK LÝ 11 - TẠI ĐÂY
Câu hỏi: So sánh bản chất dòng điện trong kim loại trong chất điện phân và chất khí
Trả lời:
Chúng ta có thể so sánh bảnchất dòng điện trong kim loại trong chất điện phân và chất khí như sau:
- Giống nhau: Đều là dòng chuyển dời có hướng của các hạt tải điện.
- Khác nhau:
+ Dòng điện trong kim loại là dòng các electron tự do dịch chuyển có hướng ngược chiều điện trường.
+ Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và ion âm ngược chiều điện trường.
+Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất đi theo.
+ Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, electron ngược chiều điện trường.
Cùng Top lời giải tìm hiểu rõ hơn về sự khác biệt bản chất dòng điệntrong chất điện phân và chất khí nhé!
Bản chất dòng điện trong kim loại sẽ là dòng chuyển dời có hướng của các electron ngược chiều điện trường.
– Các nguyên tử kim loại và các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương.
+ Khi các ion dương này liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại.
+ Chuyển động nhiệt ở các ion càng mạnh thì mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự.
1. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
Trong dung dịch, các axit, ba zơ, muối bị phân li thành ion.
- Dòng điện trong chất điện phân là dòng ion dương và ion âm chuyển động có hướng theo hai chiều ngược nhau.
+ Ion dương chạy về phía catôt nên gọi là cation
+ Ion âm chạy về phía anôt nên gọi là anion.
- Dòng điện trong chất điện phân không chỉ tải điện lượng mà còn tải cả vật chất [theo nghĩa hẹp] đi theo. Tới điện cực chỉ có êlectron có thể đi tiếp, còn lượng vật chất đọng lại ở điện cực, gây ra hiện tượng điện phân.
- Chất điện phân không dẫn điện tốt bằng kim loại.
Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi gọi là hiện tượng dương cực tan.
Nội dung các định luật Faraday:
+ Định luật 1: Khôi lượng chất được giải phóng ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ thuận với điện lượng chạy qua bình đó.
m = kq
+ Định luật 2: Đương lượng hóa học của nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gamA/ncủa nguyên tố đó. Hệ số tỉ lệ là1/Ftrong đó F gọi là số Faraday.
Biểu thức kết hợp nội dung hai định luật:
2. Bản chất dòng điện trong chất khí
Trong điều kiện thường thì chất khí không dẫn điện. Chất khí chỉ dẫn điện khi trong lòng nó có sự ion hóa các phân tử.
Ngọn lửa ga [nhiệt độ rất cao], tia tử ngoại của đèn thuỷ ngân trong thí nghiệm trên được gọi là các tác nhân ion hoá. Nhờ có năng lượng cao, chúng ion hoá chất khí, tách phân tử khí trung hoà thành ion dương và êlectron tự do. Êlectron tự do lại có thể kết hợp với phân tử khí trung hoà thành ion âm. Các hạt tích điện này là hạt tải điện trong chất khí.Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn thì xuất hiện hiện tượng nhân hạt tải điện trong lòng chất khí.
=> Dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm, các êlectron ngược chiều điện trường. Các hạt tải điện này do chất khí bị ion hoá sinh ra.
Quá trình phóng điện vẫn tiếp tục được quy trì khi không còn tác nhân ion hóa chất khí từ bên ngoài gọi là quá trình phóng điện tự lực.
Hồ quang điện là quá trình phóng điện tự lực hình thành dòng điện qua chất khí có thể giữ được nhiệt độ cao của catod để nó phát được eletron bằng hiện tượng phát xạ nhiệt điện tử.