Dòng điện trong các môi trường: Kim loại – khí – chân không
5/5 – (1 bình chọn)
Bạn đã biết khái niệm về dòng điện là gì? đây thực chất là sự di chuyển có hướng của các hạt mang điện như electron, ion hoặc chất điện ly. Và dòng điện trong các môi trường khác nhau có sự khác nhau về cường độ, hiệu suất… Lý do được đưa ra là các hạt mang điện tích trong các môi trường có cấu tạo, bản chất khác nhau. Để hiểu rõ hơn dòng điện trong các môi trường, mời các bạn tham khảo bài viết dưới đây nhé.
Mục lục bài viết
Dòng điện trong các môi trường
Dòng điện trong môi trường kim loại
Bản chất là dòng dịch chuyển có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường. Cụ thể trong chuyển động các electron tự do luôn va chạm với các ion dao động quanh vị trí cân bằng ở các nút mạng và truyền một phần năng lượng cho chúng. Sự van chạm này là nguyên nhân gây ra điện trở của dây dẫn kim loại và tác dụng nhiệt.
Điện trở của kim loại sẽ biến thiên, tăng theo nhiệt độ. Khi nhiệt độ hạ xuống đến một giá trị nào đó, điện trở của kim loại cũng sẽ giảm đột ngột đến giá trị bằng không. Đây chính là hiện tượng siêu dẫn.
Công thức của dòng điện trong môi trường kim loại:
- Điện trở suất: ρ = ρo[1 + α(t – to)].
Trong đó: α: hệ số nhiệt điện trở
ρo : điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0
- Suất điện động: E = αT(T1 – T2)
Trong đó: T1 – T2 là hiệu nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh
αT là hệ số nhiệt điện động
Dòng điện trong môi trường chất khí
Như chúng ta đã biết, chất khí không dẫn điện, ngoại trừ trường hợp trong lòng nó có sự ion hóa của các phân tử. Chính vì thế, dòng điện trong chất khí có thể định nghĩa là dòng dịch chuyển có hướng của các ion dương theo chiều điện trường và các ion âm ngược chiều điện trường do chất khí bị ion hóa sinh ra.
Khi dùng nguồn điện gây hiệu điện thế lớn sẽ xuất hiện 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. Ứng dụng dòng điện trong chất khí làm hồ quang điện. Hiểu đơn giản 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. Hoặc được ứng dụng làm tia lửa điện, làm bugi ô tô, xe máy…
Dòng điện trong chất điện phân
Chất điện phân là các dung dịch axit, bazo, muối… Do đó, dòng điện trong chất điện phân được định nghĩa là dòng chuyển dời có hướng của các ion trong điện trường theo hai hướng ngược nhau. Hiện tượng điện phân là hiện tượng dòng điện tách các hợp chất thành các thành phần hóa học và đưa chúng đến các điện cực. Khối lượng của chất được giải phóng điện cực theo định luật Faraday.
Hạt tải điện trong chất điện phân là các ion dương và ion âm bị phân li từ phân tử chất điện phân. Ứng dụng dòng điện trong chất điện phân là điều chế clo, xút, luyện kim hoặc nhôm, mạ điện…
Dòng điện trong chất bán dẫn
Chất bán dẫn là tổng hợp các chất không được xem là kim loại hay điện môi và có điện trở suất nằm ở khoảng trung gian giữa kim loại và điện môi. Ở mức nhiệt thấp, chất bán dẫn sẽ không dẫn điện vì điện trở suất lớn. Ở nhiệt độ cao, điện trở suất sẽ giảm, hệ số nhiệt điện trở thành giá trị âm và lúc này chất bán dẫn có thể dẫn điện.
Có thể định nghĩa dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường. Vì xét về bản chất, các electron hóa trị không thể tham gia dẫn điện nhưng khi nhiệt độ nóng lên, các liên kết bị phá vỡ làm cho electron trở thành dạng tự do và tạo thành hạt tải điện.
Chỗ nguyên tử bị phá vỡ liên kết với electron sẽ trở về mang điện tích dương và tạo thành hạt tải điện dương. Sau đó, hấp dẫn một electron hóa trị để điền vào trở lại ạo nên dòng dịch chuyển của các Electron. Các hạt tải điện dương này gọi là lỗ trống. Ứng dụng dòng điện trong chất bán dẫn làm tranzito.
Dòng điện trong chân không
Là dòng chuyển dời có hướng của các electron, trong môi trường chân không vốn không có hạt tải điện, chúng chỉ dẫn điện được khi đưa các electron vào. Diot chân không chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều nó gọi là đặc tính chỉnh lưu.
Tia catot (Tia âm cực) là chùm electron bay tự do và tia catot mang năng lượng cao và có thể được tạo ra bằng cách phóng điện qua chất khí ở áp suất thấp hoặc bằng súng electron. Ứng dụng chủ yếu để làm điốt chân không, ống phóng điện tử và đèn hình.
Kết luận
Nhìn chung, có thể thấy dòng điện trong các môi trường khác nhau sẽ có bản chất khác nhau và tuân theo những quy luật riêng. Hy vọng những thông tin chia sẻ trên đây của chúng tôi hữu ích cho các bạn. Đừng quên theo dõi trang web của chúng tôi thường xuyên để cập nhật nhiều kiến thức thú vị khác nhé.
Q/C: Tuấn Hưng Phát cung cấp các thiết bị van – vật tư đường ống – phụ kiện đường ống chính hãng, đầy đủ giấy tờ CO, CQ. Đơn Vị sở hữu kho hàng 1,2 nghìn mét vuông, có thể đảm bảo chủ động về nguồn hàng có sẵn trong nước đáp ứng được hầu hết nhu cầu của thị trường trong nước. Một số sản phẩm mũi nhọn được lập kế hoạch lưu trữ hàng hóa: Van điều khiển điện – khí nén; các loại van cơ gồm: Van bướm, van bi, van cổng, van 1 chiều, van cầu…; các thiết bị đo lường như đồng hồ đo lưu lượng nước điện từ – dạng cơ, đồng hồ áp suất, đồng hồ nhiệt độ,…; các thiết bị phụ kiện đường ống: tê, cút, kép, khớp nối mềm chống rung, mặt bích,… Quý Vị có nhu cầu vui lòng liên hệ Hotline để nhận hỗ trợ tư vấn.
