I. Tóm tắt kiến thức cơ bản: Dòng điện trong kim loại 1. Bản chất của dòng điện trong kim loại - Trong kim loại, các nguyên tử bị mất êlectron hoá bị trở thành các ion dương. Các ion dương liên kết với nhau một cách trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại. Chuyển động nhiệt của các ion càng mạnh, mạng tinh thể càng trở nên mất trật tự - Các êlectron hoá trị tách khỏi nguyên tử, trở thành các êlectron tự do với mật độ n không đổi (n = hằng số). Chúng chuyển động hỗn loạn tạo thành khí êlectron tự do hoán toàn bộ thể tích của khối kim loại và không sinh ra dòng điện nào - Điện trường do nguồn điện ngoài sinh ra, đẩy khí êlectron trôi ngược chiều điện trường, tạo ra dòng điện - Sự mất trật tự của mạng tinh thể cản trở chuyển động của êlectron tự do, là nguyên nhân gây ra điện trở kim loại. Các loại mất trật tự thường gặp là chuyển động nhiệt của các ion trong mạng tinh thể, sự méo mạng tinh thể do biến dạng cơ học và các nguyên tử lạ lẫn trong kim loại. Điện trở của kim loại rất nhạy cảm với các yểu tố trên. - Thuyết êlectron về tính dẫn điện của kim loại cho thấy hạt tải điện trong kim loại là êlectron tự do. Mật độ của chúng rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt. Nhiều tính chất khác của dòng điện trong kim loại cũng có thể suy ra từ thuyết này => Vậy, dòng điện trong kim loại là 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 Thí nghiệm chứng tỏ điện trở suất p của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất: p = p0 [1 + α(t – t0 )] trong đó p0 là điện trở suất ở t0C (thường lấy 200C); α là hệ số nhiệt điện trở, đơn vị đo là K-1 3. Điện trở của kim loại ở nhiệt độ thấp - Khi nhiệt độ càng giảm, mạng tinh thể càng bớt mất trật tự nên sự cản trở của nó đến chuyển động của êlectron càng ít, điện trở suất của kim loại giảm liên tục. Đến gần 0 K, điện trở của các kim loại sạch đều rất bé. Đồ thị biểu diễn điện trở suất của đồng theo nhiệt độ được vẽ trên hình 13.1 .....