Ôn tập Dòng điện trong các môi trường

Review: dòng Điện trong các môI trường ( 3 ) Câu 1 Dòng điện trong kim loại * Các tính chất điện của kim loại + Kim loại là chất dẫn .. + Dòng điện trong kim loại tuân theo + Dòng điện chạy qua dây dẫn kim loại gây ra tác dụng .. + Điện trở suất của kim loại tăng theo Biểu thức : r = r0 [ 1 + ] * Bản chất dòng điện trong kim loại là .. . Câu 2 Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng tạo thành suất điện động khi trong mạch kín gồm hai vật dẫn khác nhau có mối hàn chung được đặt ở hai + Biểu thức : e = aT ( T1 – T2 ) : aT là hệ số nhiệt động phụ thuộc vào vật liệu làm cặp nhiệt điện nó có đơn vị là mV/K. + ứng dụng của cặp nhiệt điện : Dùng để đo ở những nơi có . rất cao cũng như rất thấp + Khi ghép nhiều cặp nhiệt điện ta được một nguồn điện gọi là + Để nâng cao hiệu suất tạo dòng điện người ta sử dụng chất .. Câu 3 Hiện tượng siêu dẫn : Khi nhiệt độ hạ xuống dưới nhiệt độ TC nào đó, điện trở kim loại ( hay hợp kim ) đó đột ngột giảm đến giá trị .. + Khi có hiện tượng siêu dẫn thì từ trường không thâm nhập vào vật liệu siêu dẫn mà bị đẩy trở lại. + ứng dụng : Chế tạo các nam châm có từ trường lớn cõ 10 T, chế tạo tầu điện cao tốc Câu 4 Dòng điện trong chất điện phân + Các dung dịch muối, axit, bazơ được gọi là các chất Các muối nóng chảy cũng là chất . + Sự tách khỏi hợp chất để trở thành I on riêng rẽ gọi là sự + Sự kết hợp của các ion để trở thành phân tử trung hoà gọi là sự .. + Sự phân li phụ thuộc vào ..và + Dòng điện trong chất điện phân là dòng dịch chuyển có hướng của các iôn dương theo chiều ..và iôn âm. + Các iôn âm dịch chuyển đến Anốt ( Cực dương ) để nhường electron cho A nốt , các iôn dương đến Catốt ( cực âm ) và nhận electron từ Catốt. Các electron trở thành các nguyên tử hay phân tử .. rồi bám vào các điện cực hoặc bay lên dưới dạng .. + Các nguyên tử hay phân tử trung hoà có thể có thể tác dụng với các điện cực và dung môi gây ra phản ứng hoá học gọi là các phản ứng . + ứng dụng của hiện tượng điện phân là : dùng để mạ , sản xuất khí sử dụng trong công nghiệp hoặc dân dụng, điều chế hoá chất, luyện kim, đúc điện + Hiện tượng dương cực tan xảy ra khi điện phân một dung dịch muối kim loại mà Anốt ( + ) làm bằng chính + Khi có hiện tượng dương cực tan, dòng điện trong chất điện phân tuân theo định luật .. Giống như đoạn mạch có + Cực âm sẽ được bám đầy chất từ cực dương ( Để mạ một vật thì : Vật đó được nối với cực âm còn cực dương là chất cần mạ. Ví dụ mạ đồng một Huy chương thì Huy chương được nối với cực âm cực dương là đồng, dung dịch điện phân là dung dịch muôid của đồng ) + 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 q chạy qua bình đó Biểu thức : m = k.q Với k là đương lượng điện hoá phụ thuộc vào bản chất của chất được giảI phóng ra ở cực [ k ] = kg/C. + Định luật II Fa-ra- đây : Đương lượng điện hoá k của một nguyên tố tỉ lệ với đương lượng gam A / n của nguyên tố đó Biểu thức : k = ; ; F = 96 500 C/mol gọi là hằng số Fa – ra - đây khi [m] = [ kg ] Biểu thức tổng quát Câu 4 Dòng điện trong chân không + Chân không lí tưởng là một môi trường không có một phân tử khí nào. Trong thực tế người ta chỉ làm giảm áp suất trong ống đến cỡ dưới 10-4 mmHg để phân tử khí chuyển động từ thành này tới thành kí mà không va chạm với các phân tử khác. + Điốt điện tử là một bóng đèn thuỷ tinh đã hút chân không ( P cỡ 10-6 mmHg ) có Anốt ( - ) là một bản kim loại, còn catốt K ( + ) là một dây Vonfram. + Bản chất dòng điện trong chân không Khi catốt bị đốt nóng, các electron trong kim loại ( sợi Vonfram ) nhận được năng lượng cần thiết để có thể bứt ra khỏi bề mặt catốt ta nói các electron bị bức xạ nhiệt Dưới sự tác dụng của điện trường ngoài các electron trong điốt chân không chuyển động có hướng tạo ra dòng điện Việc tính toán liên quan đến vận tốc electron khi đến Anốt ( + ) ta sử dụng định lí .. Dòng điện trong điốt chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron bứt ra từ catốt bị nung nóng dưới tác dụng của . Dòng điện chạy trong điốt chân không chỉ theo một chiều từ Anốt tới Catốt ( ngược chiều chuyển dời của các electron ) U Ubh Ibh T’>T T I O + Đường đặc trưng Vôn – Ampe - Dòng điện trong chân không không tuân theo định luật . Khi U < Ubh : U tăng thì I Khi U ³ Ubh : U tăng I .. . Cường độ dòng điện bão hoà phụ thuộc vào nhiệt độ : nhiệt độ càng cao cường độ dòng điện bào hoà càng + ứng dụng của điốt chân không là : dùng để chình lưu dòng điện xoay chiều thành dòng điện .. + Tia catốt là dòng electron do catốt phát ra và bay vào trong chân không + Tính chất của tia catốt: Tia catốt truyền thẳng nếu không có tác dụng của điện trường, từ trường và bỏ qua tác dụng của trọng lực Tia catốt phát ra vuông góc với bề mặt catốt. Nếu catốt có dạng mặt cầu lõm thì các tia catốt phát ra sẽ hội tụ tại tâm mặt cầu. Tia catốt mang năng lượng : Khi đập vào một vật nào đó, nó làm vật nóng lên ( tính chất này được ứng dụng trong việc hàn hoặc nấu chảy kim loại tinh khiết trong chân không.. Tia catốt có khả năng đâm xuyên các lá kim loại mỏng dày từ 0,003 đến 0,03 mm, tác dụng lên kính ảnh và có khả năng iôn hoá chất khí. Tia catốt làm phát quang một số chất Tia catốt bị lệch trong điện trường và từ trường do tác dụng của lực .. + ống phóng điện tử : là một ống chân không mà mặt trước của nó là màn huỳnh quang, được phủ một chất huỳnh quang, nó sẽ phát ra ánh sáng khi bị electron đập vào ( đèn hình của ti vi , dao động kí nghiên cứu các quá trình biến thiên nhanh ) Nguồn phát electron là các sợi dây đốt catốt Điều khiển đường đi của các electron người ta sử dụng các cặp bản nằm ngang và cặp thẳng đứng, các cặp này được đặt vào một hiệu điện thế từ vài chăm tới vài nghìn vôn. Câu 5 Dòng điện trong chất khí + ở điều kiện bình thường thì không khí là . Khi bị đốt nóng hoặc đặt trong điện trường mạnh thì không khí trở nên .. Dòng điện chạy qua không khí từ bản nọ sang bản kia gọi là sự + Bản chất dòng điện trong chất khí là dòng dịch chuyển có hướng của các iôn dương .và các iôn âm, electron ngược chiều điện trường. + Sự phụ thuộc của cường độ dòng điện trong chất khí và hiệu điện thế U Ub Ibh I O Uc Đặc tuyến Vôn – Ampe không phảI là đường . Dòng điện trong chất khí không tuân theo định luật Khi 0Ê U Ê Uc sự phóng điện chỉ xảy ra khi có tác dụng của tác nhân iôn hoá ta nói có sự phóng điện không tự lực Khi Ub Ê U Ê Uc thì cường độ dòng điện đạt giá trị .. Khi U > Uc thì cường độ dòng điện tăng vọt do có thêm nhiều iôn và electron được tạo thành nhờ có sự iôn hoá do va chạm của các electron với các phân tử khí. Lúc này cho dù ngừng các tác nhân iôn hóa thì sự phóng điện vẫn được duy trì ta nói có sự phóng điện tự lực hay phóng điện duy trì Câu 6 Các dạng phóng điện trong không khí ở áp suất bình thường + Tia lửa điện ( tia điện ) : là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí khi có tác dụng của điện trường đủ mạnh để làm iôn hoá chất khí, biến phân tử khí trung hoà thành + Đặc điểm : Tia lửa điện không có ..nhất định, thường kèm theo tiếng .và sinh ra khí .có mùi khét. Hình ảnh tia lửa điện không liên tục mà .. Khi có tia lửa điện thì có sự iôn hoá do va chạm và do tác dụng của bức xạ phát ra trong tia lửa điện. + Sét : ( quà tặng của Thiên lôi hi hi ! ) + Sự phóng điện giữa các đám mây , đám mây và mặt ..tạo thành tia lửa điện khổng lồ gọi là . + Hiệu điện thế gây ra sét cỡ 108 – 109 V, cường độ dòng điện có thể đạt 104 đến 5.104 A + Sự phát tia lửa làm áp suất không khí tăng đột ngột gây ra tiếng ..gọi là tiếng sấm nếu phóng điện giữa các đám mây, tiếng sét nếu phóng điện giữa đám mây và Ta thường nhìn thấy ánh sáng của sét trước, tiếng sấm, tiếng sét sau là vì vận tốc truyền . + Hồ quang điện : là quá trình phóng điện tự lực xảy ra trong chất khí ở áp suất thường hoặc áp suất thấp giữa hai điện cực có hiệu điện thế . + Đặc điểm : Hồ quang điện có kèm theo sự toả nhiệt và toả . Tuỳ theo bản chất của điện cực, nhiệt độ hồ quang Các điện cực của Hồ quang có thể là chì , là . + ứng dụng : Hồ quang dùng để hàn điện, nấu chảy .., điều chế hợp kim, cung cấp nhiệt độ cao cho các phản ứng hoá học, sử dụng làm . cho các đèn chiếu, đèn biển, máy chiếu phim.. + Sự phóng điện trong chất khí ở áp suất thấp : Khi áp suất chất khí cỡ 1 đến 0,01 mmHg , hiệu điện thế giữa các điện cực cỡ vài trăm vôn thì có sự phóng điện thành miền : miền tối ca tốt và miền Câu 7 Dòng điện trong chất bán dẫn + Sự dẫn điện thay đổi theo điều kiện bên ngoài ( nhiệt độ , áp suất , ánh sáng, bức xạ ) gọi là. O T Bán dẫn tinh khiết Kim loại Điện trở suất r +Điện trở suất của chất bán dẫn thay đổi theo nhiệt độ bên ngoài, nhiệt độ tăng thì điện trở suất của bán dẫn sẽ + Điện trở suất của bán dẫn có giá trị trung gian giữa kim loại và .. + Tính dẫn điện của bán dẫn phụ thuộc mạnh vào . + Bán dẫn tinh khiết( bán dẫn riêng ) Là bán dẫn mà trong mạng tinh thể chỉ có một loại .. + Với Silíc là chất bán dẫn có hoá trị do có ..electron ở lớp ngoài cùng. Trong mạng tinh thể ở điều kiện nhiệt độ thấp xung quanh mỗi nguyên tử Silíc có ..electron tạo thành lớp electron lấp đầy, các electron gắn bó chặt chẽ với các nút mạng , do không có hạt tảI điện tự do Si không dẫn điện. + ở nhiệt độ khá cao, nhờ dao động nhiệt của các nguyên tử, một số electron thu thêm năng lượng và được giải phóng khỏi các liên kết trở thành các electron tự do, nơi mà electron vừa bứt ra xuất hiện một liên kết trống gọi là + Lỗ trống mang điện tích +e = + 1,6.10-19 C, nó cũng có thể di chuyển do electron lấp vào lỗ trống thì chỗ khác lại xuất hiện . + Sự phát sinh làm xuất hiện một cặp .. + Sự tái hợp làm mất đI một cặp . + Khi đặt trong điện trường thì electron chuyển động .chiều điện trường, lỗ trống chuyển động ..điện trường gây nên dòng điện trong chất bán dẫn : Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng của .. + Bán dẫn tinh khiết ne = nh ( h : hole : lỗ trống ) : bán dẫn loại i ( initial : ban đầu để sau này người ta chủ động pha tạp thành bán dẫn n , p ) + Bán dẫn loại n : Khi chủ động pha tạp chất có hoá trị 5 ( có 5 electron ngoài cùng VD: P : Phốt pho ) vào mạng tinh thể Si thì sẽ có 4 electron tham gia vào liên kết bền vững trong mạng tinh thể còn 1 electron sẽ liên kết yếu với mạng tinh thể làm mật độ electron trong bán dẫn lớn hơn mật độ lỗ trống. ne > nh + Hạt điện cơ bản ( đa số ) là electron mang điện tích âm ( negative ) nên ta gọi là bán dẫn loại ..hạt điện không cơ bản là lỗ trống ( thiểu số ). + Bán dẫn loại p : Khi chủ động pha tạp chất có hoá trị 3 ( có 3 electron ngoài cùng VD: B : Bo ) vào mạng tinh thể Si thì sẽ thiếu một electron để trở thành liên kết bền vững, một electron lân cận thế chỗ khuyết sẽ làm xuất hiện một Iôn B- tại nút mạng và một lỗ trống trong mạng tinh thể làm mật độ electron trong bán dẫn p nhỏ hơn mật độ lỗ trống. ne < nh + Hạt điện cơ bản ( đa số ) là lỗ trống mang điện tích dương ( positive ) nên ta gọi là bán dẫn loại ..hạt điện không cơ bản là electron ( thiểu số ). Câu 8 Lớp chuyển tiếp p – n + + + + - - - - p n + Hình thành khi hai khối bán dẫn n và p tiếp xúc với nhau + Điện trường tiếp xúc Et giữa bán dẫn p và n do lớp điện tích dương bên bán dẫn n, lớp điện tích âm bên bán dẫn p ngăn cản (h) từ p sang n và (e) từ n sang p. Khi ổn định ta có lớp .. + + + + - - - - + p n - Engoài IThuận + Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p - n - Khi cực (+) nối với p, cực (-) nối với n : Dòng điện thuận tăng nhanh khi U ngoài tăng : Có hiện tượng phun Engoài - Khi cực (+) nối với n, cực (-) nối với p : Dòng điện + + + + - - - - - p n + INgược I từ n sang p có cường độ nhỏ và hầu như không thay đổi khi ta tăng .. + Lớp chuyển tiếp p – n dẫn điện tốt theo một chiều từ p sang n, lớp chuyển tiếp p – n có tính chỉnh lưu IThuận >> INgược Câu 9 Linh kiện bán dẫn + Đi ốt chỉnh lưu : hoạt động dựa trên cơ sở tính chất chỉnh lưu của lớp chuyển tiếp p- n - Thường được dùng để chỉnh lưu dòng xoay chiều thành dòng .. - Chỉnh lưu một nửa chu kì thì dòng điện qua tải có dạng : . . Chỉnh lưu hai nửa chu kì thì dòng điện qua tải có dạng .. .. + Phôtôđiốt : Khi lớp p – n mắc ngược được chiếu sáng thì dòng ngược sẽ + + + + - - - - n INgược R ánh sáng p như vậy phôtôđiốt biến tín hiệu ánh sáng thành tín hiệu điện : Có ứng dụng trong thông tin quang, trong tự động hoá + Pin mặt trời : ánh sáng chiếu vào lớp chuyển tiếp làm phát sinh các cặp .. điện trường có tác dụng đẩy các lỗ trống sang bán dẫn p, các e ..giữa hai đầu của đi ốt có một hiệu điện thế đó chính là suất điện động quang điện, khi nối thành mạch kín có điện trở R thì sẽ có ..phía p là cực .., phía n là cực .. + Điốt phát quang : Đi ốt được chế thạo từ các vật liệu thích hợp, khi ta cho dòng điện thuận qua đi ốt thì tại lớp chuyển tiếp p – n có . - Màu sắc ánh sáng phát ra từ đi ốt phát quang phụ thuộc vào .nó có nhiều ứng dụng trong các bộ hiển thị, đèn báo, quảng cáo ... - Lớp chuyển tiếp p – n còn được ứng dụng làm LASER bán dẫn ( Lớp 12 sẽ biết ) + Pin nhiệt điện bán dẫn : Cặp nhiệt điện làm từ các bán dẫn n, p có hệ số nhiệt điện động aT lớn hơn hàng trăm lần so với cặp nhiệt điện kim loại + Hiện tượng nhiệt điện ngược : Sắp xếp một dãy liên tiếp sen kẽ nhau các bán dẫn n, p rồi cho dòng điện qua dãy nói trên thì thấy các mối hàn hoặc nóng lên hoặc lạnh đi ( Điện -> nhiệt ), ứng dụng làm các thiết bị làm lạnh nhỏ , gọn , nhẹ .. Câu 10 Tranzito p n C B E n C Kí hiệu Tranzito n – p - n B E + Cấu tạo : Tranzito là một dụng cụ có .. lớp chuyển tiếp p – n; Có 3 cực : Cực gốc : B ( BaZơ ), cực góp C ( coléctơ ), cực phát E ( emiter ) + Lớp p hoặc n ở giữa rất mỏng cỡ vài micromét và có mật độ hạt tải điện thấp ( lớp nghèo ) + Cực dương của nguồn điện đặt vào cực phát ( E ), khi có hiện tượng phun hạt tải điện thì có IB << IC + Hệ số khuếch đại : n p C B E p C Kí hiệu Tranzito p - n- p B E + Khi IB = 0 Tranzito ở trạng tháI ngắt, IB lớn và IC đạt giá trị cực đại Tranzito ở trạng tháI bão hoà + Tranzito Có tác dụng khuếch đại * Một số công thức về bán dẫn : + Độ linh động : : me , mh là độ linh động của điện tử và lỗ trống + Điện trở suất của bán dẫn tinh khiết : ne = nh = n