Trường THPT Nguyễn Đáng Giáo viên Hu nh Th ỳ ế
X ngươ
Trường THPT Nguyễn Đáng
Lớp 11
Họ và Tên:
HỆ THỐNG KIẾN THỨC
VẬT LÝ 11 NÂNG CAO
Chương 3
DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG

I/. Dòng điện trong kim loại
1. Các tính chất điện của kim loại
+ Kim loại là chất dẫn điện tốt.
+ Dòng điện trong kim loại tuân theo định luật Ôm.
+ Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng nhiệt.
+ Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ.
0 0
[1 (t t )]ρ = ρ + α −
Trong đó
0
ρ
là điện trở suất ở
0
t
(ºC);
α
được gọi là hệ số nhiệt điện
trở, có đơn vị
1
K
−

c) Khi nhiệt độ tăng thì điện trở suất của kim loại tăng. Vì khi nhiệt độ càng cao thì các ion
càng dao động mạnh, độ mất trật tự của mạng tinh thể càng tăng, càng làm tăng sự cản trở
chuyển động của các êlectron tự do.
d) Khi có dòng điện chạy qua, dây dẫn kim loại nóng lên. Vì dưới tác dụng của lực điện
trường, êlectron tự do thu thêm năng lượng. Năng lượng của chuyển động có hướng của các
êlectron tự do được truyền một phần (hay hoàn toàn) cho mạng tinh thể khi va chạm, làm
tăng nội năng của kim loại, tức là làm cho kim loại nóng lên.
II/. Hiện tượng nhiệt điện. Hiện tượng siêu dẫn
1. Hiện tượng nhiệt điện
a) Cặp nhiệt điện, dòng nhiệt điện
Hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong một mạch điện kín gồm hai vật
dẫn khác nhau khi giữ hai mối hàn ở hai nhiệt độ khác nhau là hiện tượng nhiệt điện.
+ Dụng cụ tạo ra suất điện động nhiệt điện gọi là cặp nhiệt điện, dòng điện được tạo ra gọi là
dòng nhiệt điện.
b) Biểu thức của suất điện động nhiệt điện
T 1 2
(T T )= α −E
Với
T
α
là hệ số nhiệt điện động, phụ thuộc vào vật liệu làm cặp nhiệt điện, đơn vị μV/K.
V t lý 11 Nâng caoậ Trang 1
Trường THPT Nguyễn Đáng Giáo viên Hu nh Th ỳ ế
X ngươ
1 2
(T T )−
là hiệu nhiệt độ giữa hai mối hàn (
1 2 1 2
T T t t− = −
), đơn vị là ken-vin (K).

+ Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà anôt làm
bằng chính kim loại ấy.
Ví dụ khi điện phân dung dịch đồng sunfat (CuSO
4
) mà anôt bằng đồng. Kết quả là điện cực
dương làm bằng đồng bị hao dần đi, còn điện cực âm có đồng bám vào.
+ Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật Ôm,
giống như đoạn mạch chỉ có điện trở thuần.
5. Định luật Fa-ra-đây về điện phân
a) Định luật I Fa-ra-đây
Khối lượng m của chất được giải phóng ra ở điện cực của bình điện phân tỉ lệ với
điện lượng q chạy qua bình đó.
m kq=
+ Hệ số tỉ lệ k được gọi là đương lượng điện hóa, phụ thuộc vào bản chất của chất được giải
phóng ra ở điện cực. Trong hệ SI, đơn vị đương lượng điện hóa là kg/C.
b) Định luật II Fa-ra-đây
Đương lượng điện hóa k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam
A
n
của
nguyên tố đó.
A
k c
n
=
+ Hệ số tỉ lệ c có cùng một giá trị đối với tất cả các chất. Người ta thường kí hiệu
1
F
c
=

. Trong đó
ρ
khối lượng riêng của kim loại dùng để mạ ; V là thể tích của
lớp kim loại đó ; S là diện tích bề mặt của vật cần mạ và d là bề dày lớp kim loại được
mạ.
IV/. Dòng điện trong chân không
1. Dòng điện trong chân không
+ Bản chất dòng điện trong chân không
Dòng điện trong điôt chân không là dòng dịch chuyển có hướng của các êlectron bứt
ra từ catôt bị nung nóng dưới tác dụng của điện trường.
+ Dòng điện chạy trong điôt chân không chỉ theo một chiều từ anôt đến catôt.
2. Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chân không vào hiệu điện thế
+ Đặc tuyến vôn-ampe của dòng điện trong chân không có dạng như hình 21.2 (Sgk)
+ Dòng điện trong chân không không tuân theo định luật Ôm.
- Khi
b
U U<
: U tăng thì I tăng.
- Khi
b
U U≥
thì U tăng I không tăng và có giá trị
bh
I I=
gọi là cường độ dòng điện bão
hòa. Nhiệt độ catôt càng cao thì
bh
I
càng lớn.
+ Điôt chân không có tính dẫn điện theo một chiều, nên được dùng để biến đổi dòng điện

sự phóng điện chỉ xảy ra khi có
tác dụng của tác nhân ion hóa, ta có sự phóng điện không tự lực.
+ Khi
c b
U U U≥ ≥
cường độ dòng điện giữ nguyên giá trị bằng
bh
I
. Ta nói cường độ dòng
điện đạt giá trị bão hòa
bh
I
.
+ Khi
c
U U>
thì cường độ dòng điện tăng vọt lên vì có nhiều ion và êlectron được tạo thành,
nhờ có sự ion hóa do va chạm của các êlectron với phân tử khí. Dù có ngừng tác dụng của tác
nhân ion hóa, sự phóng điện vẫn được duy trì. Ta nói rằng có sự phóng điện tự lực (hay
phóng điện tự duy trì).
Quá trình phóng điện trong chất khí thường có kèm theo sự phát sáng.
4. Các dạng phóng điện trong không khí ở áp suất bình thường
a) Tia lửa điện (tia điện)
Tia lửa điện là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí khi có tác dụng của
điện trường đủ mạnh để làm ion hóa khí, biến phân tử khí trung hòa thành ion dương và
êlectron tự do.
+ Trong không khí, tia lửa điện có thể hình thành khi có điện trường mạnh (E = 3.
6
10
V/m).

a) Bán dẫn điển hình và dùng phổ biến nhất là silic. Ngoài ra còn có rất nhiều bán dẫn khác.
b) Tính chất điện của bán dẫn
+ Điện trở suất của bán dẫn có giá trị trung gian giữa kim loại và điện môi.
+ Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi nhiệt độ tăng. Do đó ở nhiệt độ thấp
bán dẫn dẫn điện rất kém, còn ở nhiệt độ cao bán dẫn dẫn điện khá tốt.
+ Tính chất điện của bán dẫn phụ thuộc rất mạnh vào các tạp chất có mặt trong tinh thể.
2. Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết
V t lý 11 Nâng caoậ Trang 4
Trường THPT Nguyễn Đáng Giáo viên Hu nh Th ỳ ế
X ngươ
+ Ở nhiệt độ thấp, gần 0 k, liên kết giữa các nguyên tử trong tinh thể rất bền vững, trong tinh
thể không có hạt tải điện tự do, bán dẫn tinh khiết không dẫn điện.
+ Ở nhiệt độ tương đối cao, một số êlectron hóa trị trở thành các êlectron tự do, có thể tham
gia vào sự dẫn điện. Đồng thời, mỗi êlectron bị bứt khỏi liên kết sẽ để lại một lỗ trống tương
đương với một hạt mang điện tích nguyên tố dương. Lỗ trống cũng tham gia vào sự dẫn điện.
Vậy, ở nhiệt độ cao có sự phát sinh các cặp êlectron - lỗ trống. Bên cạnh đó cũng xảy ra quá
trình tái hợp êlectron - lỗ trống.
+ Khi có điện trường đặt vào, êlectron chuyển động ngược chiều điện trường, lỗ trống
chuyển động thuận chiều điện trường, gây nên dòng điện trong bán dẫn.
+ Bản chất dòng điện trong bán dẫn: Dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng
của các êlectron và lỗ trống.
- Ở bán dẫn tinh khiết, số êlectron và lỗ trống bằng nhau. Bán dẫn tinh khiết còn gọi là bán
dẫn loại i.
- Độ dẫn điện của bán dẫn tinh khiết tăng khi nhiệt độ tăng.
+ Bán dẫn được ứng dụng làm nhiệt điện trở bán dẫn, dùng để đo nhiệt độ hay làm quang
điện trở bán dẫn.
3. Sự dẫn điện của bán dẫn có tạp chất
+ Khi bán dẫn có pha tạp chất, ngoài sự dẫn điện riêng còn có sự dẫn điện do tạp chất nên độ
dẫn điện của bán dẫn tăng lên rất nhiều.
a) Bán dẫn loại n

chiều thuận.
b) Phôtôđiôt (hay điôt quang) (Hình 24.3)
V t lý 11 Nâng caoậ Trang 5