Vài điều cần biết về bản chất của dòng điện trong kim loại dành cho những người cần biết.
Dòng điện trong kim loại chính là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do dưới tác dụng của điện trường. Chiều của dòng điện được quy ước từ cực âm qua dây dẫn, các thiết bị và đến cực âm của nguồn điện. Hệ số điện trở phụ thuộc vào các yếu tố như nhiệt độ, độ sạch, chế độ gia công của vật liệu.
Điện trở suất ρ của kim loại tăng theo nhiệt độ gần đúng với hàm bậc nhất, có công thức:
ρ = ρ0 [1 + α (t – t0)]
Trong đó:
+ ρ0: điện trở suất ở nhiệt độ t0◦C (thường ở 20◦C)
+ ρ: điện trở suất ở nhiệt độ t◦C
+ α: hệ số nhiệt điện trở (K-1)
Vì thế, hệ số nhiệt của điện trở không chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, mà còn phụ thuộc cả độ sạch và chế độ gia công, sản xuất của vật liệu đó.
– Điện trở suất của kim loại giảm liên tục, nếu nhiệt độ giảm. Với mức gần gần 0◦K thì điện trở của kim loại sạch đều rất thấp.
– Đối với một số loại hợp kim và kim loại, khi nhiệt độ thấp hơn mức của một nhiệt độ giới hạn Tc thì điện trở suất sẽ giảm xuống bằng 0. Lúc đó, các vật liệu ấy đã được chuyển sang trạng thái siêu dẫn.
– Ứng dụng cơ bản của hiện tượng siêu dẫn
+ Những cuộn dây siêu dẫn bằng kim loại được dùng để tạo ra các từ trường rất mạnh.
+ Sử dụng dây siêu dẫn để tải điện và gây tổn hao năng lượng trên đường dây khi dự kiến sẽ không còn nữa.
– Hiệu điện thế giữa hai đầu nóng và đầu lạnh của từng dây dẫn không giống nhau nếu hai đầu dây kim loại bằng chất liệu khác nhau, rồi hàn với nhau. Lúc này sẽ có một mối hàn giữ ở mức nhiệt độ thấp và một mối hàn giữ ở nhiệt độ cao hơn.
Bên trong mạch có một suất điện động E. Trong đó, E gọi là suất điện động nhiệt điện và cặp nhiệt điện là bộ hai dây dẫn được hàn hai đầu vào nhau.
– Công thức tính suất điện động nhiệt điện:
E = αT (T1 – T2)
Trong đó:
+ T1: nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ cao hơn (đơn vị K)
+ T2: nhiệt độ ở đầu có nhiệt độ thấp hơn (đơn vị K)
+ αT: hệ số nhiệt điện động (đơn vị V/K)