Hiện tượng nhiệt điện, hiện tượng siêu dẫn

Vật lý 11.III Dòng điện trong các môi trường vatlypt.com 27/9/16 26,370 1
  1. Hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng xuất hiện dòng điện khi có sự trênh nhiệt nhiệt độ giữa hai đầu dây dẫn.
    Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở của kim loại (hay hợp kim) giảm đột ngột về không khi nhiệt độ giảm đến giá trị tới hạn.

    1/ Thí nghiệm vật lý về hiện tượng nhiệt điện:
    Một motor được lắp cánh quạt chạy điện 1 chiều được nối với hai thanh kim loại nhúng vào hai cốc khác nhau, một cốc đựng nước, một cốc chứa không khí. Quan sát thí nghiệm ta thấy cánh quạt không quay chứng tỏ không có dòng điện trong mạch.
    [​IMG]
    Cánh quạt không quay chứng tỏ không có dòng điện​

    Tiến hành đổ nước (có nhiệt độ khác với cốc đựng nước ban đầu) vào trong cốc chứa không khí sau một khoảng thời gian ngắn cánh quạt bắt đầu quay => chứng tỏ trong mạch đã có dòng điện.
    [​IMG]
    Cánh quạt quay khi có sự trênh lệch nhiệt độ giữa hai thanh kim loại​

    Sự trênh lệch nhiệt độ giữa hai thanh kim loại càng lớn thì quạt quay càng nhanh => chứng tỏ suất điện động sinh ra phụ thuộc vào sự trênh lệch nhiệt độ giữa hai thanh kim loại.
    Dòng điện sinh ra trong thí nghiệm trên được gọi là dòng nhiệt điện, suất điện động tạo nên dòng nhiệt điện trên gọi là suất điện động nhiệt điện.

    Giải thích hiện tượng vật lý trên:
    Do nhiệt độ của vật dẫn không đồng nhất, mật độ hạt tải điện tại nơi có nhiệt độ cao sẽ nhiều hơn mật độ hạt tải điện tại nơi có nhiệt độ thấp nên có sự dịch chuyển thành dòng của hạt tải điện từ nơi có nhiệt độ cao về nơi có nhiệt độ thấp tạo nên sự chênh lệch điện thế giữa hai đầu vật dẫn, nếu nối vào trong mạch kín sẽ hình thành nên suất điện động nhiệt điện sinh ra dòng nhiệt điện làm cho cánh quạt quay.
    Kết luận: hiện tượng nhiệt điện là hiện tượng tạo thành suất điện động nhiệt điện trong mạch kín khi có sự chênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu vật dẫn kim loại (hoặc hợp kim)
    2/ Cặp nhiệt điện, cảm biến đo nhiệt độ:
    Cặp nhiệt điện (thermocouple) được ghép từ "thermo-nhiệt" và "couple-cặp đôi" gồm hai thanh kim loại khác nhau được hàn hai đầu với nhau (ví dụ thanh kim loại đồng và thanh constantan)
    [​IMG]
    thí nghiệm vật lý về cặp nhiệt điện​
    Nung nóng một đầu mối hàn trong mạch xuất hiện suất điện động nhiệt điện.
    Biểu thức suất điện động nhiệt điện của cặp nhiệt điện
    E = α$_{T}$.Δt​
    Trong đó:
    • E: suất điện động nhiệt điện (V)
    • α$_{T}$: hệ số nhiệt điện động (V/K)
    • Δt: độ trênh lệch nhiệt độ giữa hai đầu mối hàn (K)
    Ứng dụng cặp nhiệt điện:
    Chế tạo nhiệt kế điện hoặc cảm biến đo nhiệt độ (nguyên lý hoạt động: suất điện động sinh ra từ cặp nhiệt điện tương ứng với sự chêch lệch nhiệt độ đã được xác định từ bảng thức nghiệm, khi cho một đầu cặp nhiệt điện vào vùng cần đo nhiệt độ sẽ hình thành suất điện động nhiệt điện, từ đó tính được nhiệt độ cần đo so với nhiệt độ chuẩn)

    3/ Hiện tượng siêu dẫn:
    Hiện tượng siêu dẫn
    là hiện tượng điện trở của kim loại hoặc hợp kim giảm đột ngột đến giá trị bằng không khi nhiệt độ giảm đến nhiệt độ tới hạn T$_{c}$ (K)
    Những ưu điểm của vật liệu siêu dẫn:
    • Điện trở của vật liệu siêu dẫn nhỏ (≈0) nên dòng điện sinh ra trong vật dẫn được duy trì trong thời gian dài
    • Vật liệu siêu dẫn có thể tạo nên từ trường rất mạnh
    [​IMG]
    Thí nghiệm về hiện tượng siêu dẫn, từ trường (nam châm) được tạo ra khi giảm nhiệt độ của vật xuống bằng cách đổ nitơ lỏng vào.
    Bảng nhiệt độ tới hạn T$_{c}$ (K) của một số vật liệu
    [​IMG]

    Hợp chất HgBa2Ca2Cu3O$_{8 }$có nhiệt độ T$_{c}$=134K=-139oC vẫn còn là một nhiệt độ quá thấp so với nhiệt độ môi trường trong thực tế đời sống nên các đặc tính của vật liệu siêu dẫn chưa được ứng dụng nhiều trong thực tế.

    nguồn: vật lý phổ thông
  2. Cho e hỏi khi lấy 1 lon coca trong tủ lạnh ra rồi bỏ vào 1 cái tô đổ nước nóng xung quanh. Lấy tay bật nắp lon thì thấy bị tê tê đó có phải là htg nhiệt điện k?
    2
    1. vatlypt.com
      vatlypt.com, 30/11/16
      -Hiện tượng nhiệt điện đảm bảo hai yếu tố gồm hai cặp cực có nhiệt độ chênh lệch nhau và mạch kín. -
      -Hiện tượng của em cảm quan tay có tê tê, thông thường thì cảm giác của chúng ta không thể chính xác, có thể em tê vì lạnh chứ chưa chắc tê vì tác dụng của dòng điện.
      -Pin tiểu 1,5V cũng không gây cảm giác tê cho chúng ta khi cầm, giả sử lon coca của em có hiện tượng nhiệt điện thì dòng quá nhỏ (tương đương với cục pin) cũng không làm em tê được.
      -Muốn kết luận chính xác phải sử dụng một thiết bị đo chuyên dụng
       
    2. lephuong
      lephuong, 21/12/17
      Một bóng đèn ở 27 độ C có điện trở 45 ôm, ở 2123 độ C có điện trở là 360 ôm, tính hệ số nhiệt điện trở
       
Share Share

BÌNH LUẬN BẰNG FACEBOOK