SGK Vật Lí 7 - Bài 20. Chất dẫn điện và chất cách điện - Dòng điện trong kim loại
Bài 20 CH^T DÀN Đ,ÊN VÀ CHẤT CÁCH ĐIỆN DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI Dòng điện ỏ mạch điện gia đình nếu chạy trực tiếp qua cơ thể người sẽ rất nguy hiểm tới tính mạng. Vì vậy tất cả các dụng cụ và thiết bị dùng điện (dây điện, công tắc, phích cắm điện, ổ lấy điện, bóng đèn, quạt điện v.v...) đều phải được chế tạo đảm bảo an toàn cho người sử dụng. Chúng gồm những bộ phận dẫn điện và những bộ phận cách điện. - Chất dẫn điện và chất cách điện Chất dẫn điện là chất cho dòng điện đi qua. Chất dần điện gọi là vật liệu dẫn điện khi được dùng đệ làm các vật hay các bộ phận dẫn điện. Chất cách điện là chất không cho dòng điện đi qua. Chất cách điện gọi là vật liệu cách điện khi được dùng đế làm các vật hay các bộ phận cách điện. ■ EO Quan sát và nhận biết Hãy quan sát hình 20.1 hoặc các vật thật tương ứng và cho biết chúng gồm : Các bộ phận dẫn điện là Các bộ phận cách điện là Thí nghiệm Cần phải làm thí nghiệm để xác định xem một vật là vật dẫn điện hay vật cách điện. Lắp mạch điện theo hình 20.2. Hình 20.1: Bóng đèn đui xoáy, bóng đèn đui cài và phích cắm điện vởi dây dẫn. Hình 20.2 55 Trước hết chập hai mỏ kẹp với nhau và kiểm tra mạch để đảm bảo đèn sáng. Kẹp hai mỏ kẹp vào hai đầu của vật cần xác định : một đoạn dây thép, một đoạn dây đồng, một đoạn vỏ nhựa bọc dây điện, một đoạn ruột bút chì, miếng sứ, ngoài ra có thể kiếm tra bất kì vật nào có quanh ta như đoạn dây sắt, vỏ gồ bút chì v.v... Với từng trường họp, quan sát bóng đèn và ghi kết quả vào bảng bên. EO Hãy kể tên ba vật liệu thường dùng để làm vật dẫn điện và ba vật liệu thường dùng để làm vật cách điện. - Dòng điện trong kim loại Electron tự do trong kim loại Kim loại là chất dẫn điện. Kim loại được cấu tạo từ các nguyên tử. ■ Q] Hãy nhớ lại xem trong nguyên tử, hạt nào mang điện tích dương, hạt nào mang điện tích âm. Các nhà khoa học đã phát hiện và khẳng định rằng trong kim loại có các electron thoát ra khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong kim loại. Chúng được gọi là các electron tự do. Phần còn lại của nguyên tủ’ dao động xung quanh những vị trí cô định. Hình 20.3 là mô hình đơn giản của một đoạn dây kim loại. ES Hãy nhận biết trong mô hình này : Kí hiệu nào biểu diễn các electron tự do ? Kí hiệu nào biêu diễn phần còn lại của nguyên tử. Chúng mang điện tích gì ? Vì sao ? Dòng điện trong kim loại Vật dẫn điện Vật cách điện ▼ EO Hãy nêu một sổ trường hợp chứng tỏ rằng không khí ở điều kiện bình thường là chất cách điện. © S'"© © 'V® f / Hình 20.3 ▼ EO Hãy cho biết các electron tự do bị cực nào của pin đẩy, bị cực nào của pin hút. Hãy vẽ thêm mũi tên cho mồi electron tự do này đê chỉ chiều dịch chuyển có hướng của chúng. Kết luận Các trong kim loại tạo thành dòng điện chạy qua nó. Hình 20.4 vẽ phóng to dây dần kim loại nôi bóng đèn với hai cực của pin và một sô electron tự do trong dây dần đó. Ill - Vận dụng El Vật nào dưới đây là vặt dẫn điện ? Thanh gồ khô ; Một đoạn ruột bút chì; c. Một đoạn dây nhựa ; D. Thanh thuỷ tinh. Trong các dụng cụ và thiết bị điện thường dùng, vật liệu cách điện được sử dụng nhiều nhất là: Sứ. c. Nhựa. Thuỷ tinh. D. Cao su. EO Trong vật nào dưới đây không có các electron tự do ? Một đoạn dây thép ; Một đoạn dây đồng ; c. Một đoạn dây nhựa ; D. Một đoạn dây nhôm. <• Chất dẩn diện là chất cho dòng điện đi qua. Chất cách diện là chất không cho dòng diện đi qua. <• Dòng diện trong kim loại là dòng các electron tựdo dịch chuyên có hướng. Có thể em chưa biết CHẤT DẪN ĐIỆN Bạc, đồng , vàng, nhôm, sắt -Thuỷ ngân, than chì I - Các dung dịch axit, kiềm, muối, 1 I nước thường dùng I I Ị Ị CHẤT CÁCH ĐIỆN Ở ĐIỀU KIỆN THƯỜNG Nước nguyên chất, không khí, gỗ khô Chất dẻo, nhựa, cao su -Thuỷtinh.sứ Trong những chất cho ở bảng bên, em tìm Dgn đj„n tgt hơn thấy chất nào dần điện tốt nhất, chất nào cách điện tốt nhất ? Vì sao các lõi dây điện thường bằng đồng ? Khi có dòng điện trong dây dân kim loại, các electron tự do dịch chuyển có hướng với vận tốc khoảng từ o,lmm/s tới lmm/s. hầu như đồng loạt chuyển động có hướng. Cách đ'ện tôt hơn Thật đúng là nhanh như điện ! Thế mà khi đóng công tắc điện thì bóng đèn sáng hầu như tức thì, mặc dù dây dẫn có thể rất dài. Đó là vì khi đóng công tắc, các electron tự do có sẵn ở mọi chồ trong dây dẫn nhận được tín hiệu gần như cùng một lúc và