Kim loại là một chất liệu có khả năng dẫn điện rất tốt. Tùy vào cấu tạo và đặc tính của kim loại mà khả năng dẫn điện của chúng là khác nhau. Vậy thực chất dòng điện trong kim loại là gì? Và bản chất của nó là như thế nào? Tất cả sẽ được Thanh Hùng bật mí ngay sau đây.
Dòng Điện Trong Kim Loại Là Gì?
Dòng điện trong kim loại thực chất là dòng chuyển dời của các electron tự do có hướng trước sự tác động của điện trường. Bên cạnh đó thì hệ số của dòng điện sẽ phụ thuộc vào nhiệt độ và độ gia công vật liệu. Điện trở suất của kim loại sẽ bị giảm liên tục nếu nhiệt độ giảm đi.
>>> Xem thêm: Dãy hoạt động hóa học của kim loại
Bản Chất Của Dòng Điện Trong Kim Loại
Theo thuyết electron về tính dẫn điện của kim loại, khi các nguyên tử bị mất electron hóa trị sẽ trở thành các ion dương.
+ Các ion dương sẽ liên kết với nhau theo một trật tự tạo thành mạng tinh thể kim loại.
+ Khi mạng tinh thể bị mất trật tự thì chuyển động của chúng càng mạnh
Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử sẽ trở thành các electron tự do với mật độ không đổi. Sau đó chuyển động một cách hỗn loạn, khí electron tự do sẽ được hình thành và chiếm toàn bộ thể tích của khối kim loại. Trong lúc này sẽ không sinh ra dòng điện nào.
Dòng điện được sinh ra khi điện trường E của nguồn điện đẩy khí electron trôi ngược hướng với chiều điện trường.
Sự đảo lộn trật tự mạng tinh thể khiến chuyển động của electron tự do bị cản trở. Đây cũng chính là nguyên nhân gây ra điện trở kim loại. Hay có thể nói bản chất của dòng điện trong kim loại được sinh ra nếu có sự va chạm của các electron tự do và các ion dương.
Các hạt tải điện trong kim loại là electron tự do và có mật độ rất cao nên kim loại dẫn điện rất tốt. Đây chính là lý do vì sao kim loại có khả năng dẫn điện tốt.
=> Bản chất của dòng điện kim loại chính là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do ngược chiều điện trường dưới tác dụng của điện trường ngoài.
Sự Phụ Thuộc Của Điện Trở Suất Của Kim Loại Theo Nhiệt Độ
Điện trở suất của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng theo hàm bậc nhất:
ρ = ρ0[1 + α(t – t0)]
Trong đó:
+ ρ0 là điện trở suất ở nhiệt độ t0oC (thường ở 20oC)
+ ρ là điện trở suất ở nhiệt độ toC
+ α là hệ số nhiệt điện trở (K-1)
Hệ số nhiệt điện trở còn phụ thuộc vào cả độ sạch và chế độ gia công của vật liệu đó.
Nhiệt Độ Giới Hạn Của Một Số Chất Siêu Dẫn
| STT | Tên vật liệu | Tc (K) |
| 1 | Nhôm (Al) | 1.19 |
| 2 | Thủy ngân (Hg) | 4.15 |
| 3 | Chì (Pb) | 7.19 |
| 4 | Thiếc (Sn) | 3.72 |
| 5 | Kẽm (Zn) | 0.85 |
| 6 | Nb3Sn | 18 |
| 7 | Nb3Al | 18.7 |
Các cuộn dây siêu dẫn được dùng để tạo ra từ trường mạnh và nó dùng trong ứng dụng cho đệm từ
- Dự kiến dùng dây siêu dẫn để chuyển tải điện năng và hao tổn năng lượng trên đường dây không còn nữa.
- Dùng trong chế tạo máy gia tốc mạnh, máy đo điện trường chính xác, máy quét MRI dùng trong y học.
- Dùng là bộ phận ngắt mạch điện từ trong máy tính điện tử siêu tốc.
Ứng Dụng Của Dòng Điện Kim Loại
Dòng điện kim loại có rất nhiều ứng dụng nhưng ứng dụng phổ biến nhất là chế tạo ra nam châm điện. Vì nó có từ trường mạnh nhưng không hao phí năng lượng do tỏa nhiệt.
Do kim loại có khả năng dẫn điện tốt, một số vật dụng, thiết bị được làm từ kim loại thường bị han rỉ, hư hỏng sau một thời gian. Bán những vật dụng kim loại đã hỏng cho đơn vị thu mua phế liệu là một lựa chọn giúp bạn tiết kiệm được chi phí.
Sau khi theo dõi bài viết trên, các bạn hẳn đã hiểu được vì sao kim loại có khả năng dẫn điện và bản chất của dòng điện trong kim loại là gì? Hy vọng những kiến thức trên có thể giải đáp chính xác truy vấn mà bạn muốn tìm kiếm.
![[GÓC TUYỂN DỤNG] VDO Tuyển Dụng 04 Nhân Viên Kinh Doanh Dữ Liệu Trực Tuyến](https://thumuaphelieu247.vn/wp-content/uploads/2019/08/tuyen-nhan-su.jpg)
