Câu hỏi: Vật cách điện là gì?
Lời giải:
- Các vật không cho dòng điện chạy qua gọi là vật cách điện.
-Ví dụ các vật bằng cao su, sứ, nhựa, giấy khô, gỗ khô… như: sách, vở, cốc thuỷ tinh, cốc nhựa,
Cùng Top lời giải tìm hiểu về bài học Chất dẫn điện và chất cách điện – Dòng diện trong kim loại nhé
I – CHẤT DẪN ĐIỆN VÀ CHẤT CÁCH ĐIỆN
-Chất dẫn điệnlà chất cho dòng điện đi qua. Chất dẫn điện gọi là vật liệu dẫn điện khi được dùng để làm các vật hay các bộ phận dẫn điện. Từ đó ta có thể nói vật dẫn điện là vật được tạo bởi chất [vật liệu] dẫn điện và cho dòng điện đi qua.
-Chất cách điện là chất không cho dòng điện đi qua. Chất cách điện gọi là vật liệu cách điện khi được dùng để làm các vật hay các bộ phận cách điện. Từ đó ta có thể nói vật cách điện là vật được tạo bởi chất [vật liệu] cách điện và không cho dòng điện đi qua.
-Chất dẫn điện [cách điện] được gọi là vật dẫn điện [cách điện] khi được dùng để làm các vật hay bộ phân dẫn điện [cách điện].
Ví dụ:
+ Các kim loại, dung dịch muối, axit, nước thường dùng … là các vật liệu dẫn điện.
+ Nước nguyên chất, gỗ khô, không khí, nhựa, chất dẻo, cao su, … là cac vật liệu cách điện ở điều kiện thường.
II – DÒNG ĐIỆN TRONG KIM LOẠI
- Kim loại là chất dẫn điện.
- Trong kim loại có các electron thoát ra khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong kim loại. Các electron đó gọi là electron tự do.
- Trong mạch kín có dòng điện chạy qua, các êlectrôn tự do trong kim loại bị cực âm đẩy đồng thời bị cực dương hút.
- Dòng điện trong kim loại là dòng các electron tự do dịch chuyển có hướng.
III. Phương pháp giải bài tập
Dạng 1: Nhận biết vật dẫn điện, vật cách điện
Để nhận biết vật dẫn điện hay vật cách điện ta dựa vào đặc điểm sau:
+ Vật dẫn ddienj cho dòng điện đi qua
+ Vật không dẫn điện không cho dòng điện đi qua
Dạng 2: Xác định chiều chuyển động của các electron tự do trong kim loại
+ Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển dời có hướng của các electron tự do
+ Khi mắc vào mạch kín có dòng điện chạy qua thì các electron tự do bị cực âm đẩy và cực dương hút. Tức là dòng electrong tự do sẽ chuyển động từ âm sang dương
Vậy, trong dây kim loại có dòng điện chạy qua thì các electron tự do sẽ di chuyển từ cực âm qua vật tiêu thụ điện và về cực dương của nguồn điện
IV. Bài tập vận dụng
Câu 1.Quan sát và nhận xét:
Hãy quan sát hình hoặc các vật thật tương ứng và cho biết chúng gồm:
1. Các bộ phận dẫn điện là....
2. Các bộ phận cách điện là...
Bài giải:
1. Các bộ phận dẫn điện là: Dây tóc, dây trục, hai đầu dây đèn, hai chốt cắm, lõi dây của phích cắm.
2. Các bộ phận cách điện là: Trụ thủy tinh, thủy tinh đen của bóng đèn, vỏ nhựa của phích cắm, vỏ dây của phích cắm.
Câu 2.Hãy kể tên ba vật liệu thường dùng để làm vật dẫn điện và ba vật liệu thường dùng để làm vật cách điện.
Bài giải:
-Các vật liệu thường dùng để làm vật dẫn điện: Đồng, sắt, nhôm, chì, vônfram, thiếc .... [các kim loại]
-Các vật liệu thường dùng để làm vật cách điện: Nhựa [chất dẻo], thủy tinh, cao su, không khí, gỗ khô, vải khô, chân không...
Câu 3.Hãy nêu một số trường hợp chứng tỏ rằng không khí ở điều kiện bình thường là chất cách điện.
Bài giải:
Có thể là một trong các trường hợp sau:
-Trong mạch điện thắp sáng bóng đèn pin, khi công tắc ngắt, giữa hai chốt công tắc là không khí, đèn không sáng. Vậy bình thường không khí là chất cách điện.
-Trong mạch điện thắp sáng bóng đèn compac, khi công tắc ngắt, giữa hai chốt công tắc là không khí, đèn không sáng. Vậy bình thường không khí là chất cách điện.
-Các dây tải điện đi xa, không có vỏ bọc cách điện, tiếp xúc trực tiếp với không khí. Giữa chúng không có dòng điện nào chạy qua không khí.
Câu 4.Hãy nhớ lại xem trong nguyên tử, hạt nào mang điện tích dương, hạt nào mang điện tích âm.
Bài giải:
-Hạt nhân của nguyên tử mang điện tích dương, các electron mang điện tích âm.
Câu 5.Hãy nhận biết trong mô hình này:
-Kí hiệu nào biểu diễn các electron tự do?
-Kí hiệu nào biểu diễn phần còn lại của nguyên tử. Chúng mang điện tích gì? Vì sao?
Bài giải:
-Trong hình 20.3 SGK các electron tự do là các vòng nhỏ có dấu "-", phần còn lại của nguyên tử là những vòng lớn có dấu "+". Phần này mang điện tích dương. Vì nguyên tử khi đó thiếu [mất bớt] electron.
Câu 6.Hãy cho biết các electron tự do bị cực nào của pin đẩy, bị cực nào của pin hút.
Kết luận: Các ... trong kim loại .... tạo thành dòng điện chạy qua nó.
Bài giải:
-Electron tự do mang điện tích âm bị cực âm đẩy, bị cực dương hút.
-Kết luận: Các electron tự do trong kim loại dịch chuyển có hướng tạo thành dòng điện chạy qua nó.
Câu 7.Vật nào dưới đây là vật dẫn điện?
A. Thanh gỗ khô
B. Một đoạn ruột bút chì
C. Một đoạn dây nhựa
D. Thanh thủy tinh
Bài giải:
-Chọn B: Một đoạn ruột bút chì
Câu 8.Trong các dụng cụ và thiết bị điện thường dùng, vật liệu cách điện được sử dụng nhiều nhất là:
A. Sứ C. Nhựa
B. Thủy tinh D. Cao su
Bài giải:
Chọn C: Nhựa
Câu 9.Trong vật nào dưới đây không có các electron tự do?
A. Một đoạn dây thép
B. Một đoạn dây đồng
C. Một đoạn dây nhựa
D. Một đoạn dây nhôm.
Bài giải:
Chọn C. Một đoạn dây nhựa.
Câu 1:
Vật dẫn điện là vật cho dòng điện chạy qua
Ví dụ: đồng, thép, nhôm, vonfram, nước, sắt, chì, ...
Vật cách điện là vật không cho dòng điện chạy qua
Ví dụ: cao su, xốp, nhựa, thủy tinh, vải, gỗ, ...
Câu 2:
Điện năng tiêu thụ của quạt điện được chuyển hóa thành dạng năng lượng Cơ năng và Nhiệt năng
Câu 3:
- Yêu cầu kĩ thuật của dây đốt nóng:
+ Làm bằng vật liệu dẫn điện có điện trở suất lớn.
+ Dây đốt nóng chịu được nhiệt độ cao.
- Dây đốt nóng chính:
+ Dùng ở chế độ nấu cơm
- Dây đốt nóng phụ:
+ Dùng ở chế độ ủ cơm
- Cách sử dụng tiết kiệm điện năng:
+ Giảm bớt điện năng trong giờ cao điểm [17h-22h].
+ Sử dụng đồ dùng điện hiệu suất cao để tiết kiệm điện năng.
+ Không sử dụng lãng phí điện năng.
Câu 4:Cơ sở phân loại đồ dùng điện dựa vào điện năng tiêu thụ của chúng được chuyển hóa thành dạng năng lượng nào [quang năng, nhiệt năng hay cơ năng]
Ví dụ: quạt điện, máy bơm nước, ...
Câu 5:
Nguyên lý: Khi có dòng điện chạy qua dây tóc sẽ làm dây tóc nóng lên và phát ra ánh sáng .
- Đặc điểm của đèn sợi đốt:+ Đền phát ra ánh sáng liên tục, không có hiện tượng nhấp nháy.+ Không cần mồi phóng điện.+ Tuổi thọ thấp [khoảng 1000h]
+ Hiệu suất phát quang thấp [khoảng 5% -> 6%]
– Các vật cho dòng điện chạy qua là vật dẫn điện.
Ví dụ các vật bằng kim loại như: sắt, đồng, nhôm, vàng,…
– Các vật không cho dòng điện chạy qua gọi là vật cách điện.
Ví dụ các vật bằng cao su, sứ, nhựa, giấy khô, gỗ khô… như: sách, vở, cốc thuỷ tinh, cốc nhựa,
- vật dẫn điện là gì
- vật liệu kĩ thuật điện được phân làm mấy loại và lấy ví dụ của mỗi loại
- Vật nào sau đây là vật dẫn điện? *
Điều gì làm cho vật liệu trở thành chất dẫn điện hay chất cách điện? Nói một cách đơn giản, vật liệu dẫn điện là vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện là vật liệu không. Một chất có dẫn điện hay không được xác định bởi mức độ dễ dàng của các electron di chuyển qua nó.
Độ dẫn điện phụ thuộc vào chuyển động của electron vì proton và neutron không chuyển động — chúng liên kết với các proton và neutron khác trong hạt nhân nguyên tử.
Các electron hóa trị giống như các hành tinh bên ngoài quay quanh một ngôi sao. Chúng bị thu hút đủ để các nguyên tử của chúng ở đúng vị trí nhưng không phải lúc nào cũng cần nhiều năng lượng để đánh bật chúng ra khỏi vị trí — các electron này dễ dàng mang dòng điện. Các chất vô cơ như kim loại và plasmas dễ bị mất và nhận electron đứng đầu danh sách các chất dẫn điện.
Các phân tử hữu cơ chủ yếu là chất cách điện vì chúng được giữ với nhau bằng liên kết cộng hóa trị [chia sẻ điện tử] và vì liên kết hydro giúp ổn định nhiều phân tử. Hầu hết các vật liệu không phải là chất dẫn điện tốt cũng không phải chất cách điện tốt mà là ở đâu đó ở giữa. Những chất này không dễ dẫn điện nhưng nếu được cung cấp đủ năng lượng, các electron sẽ chuyển động.
Một số vật liệu ở dạng tinh khiết là chất cách điện nhưng sẽ dẫn điện nếu chúng được pha tạp với một lượng nhỏ nguyên tố khác hoặc nếu chúng có chứa tạp chất. Ví dụ, hầu hết đồ gốm là chất cách điện tuyệt vời nhưng nếu bạn pha tạp chất vào chúng, bạn có thể tạo ra chất siêu dẫn. Nước tinh khiết là chất cách nhiệt, nước bẩn dẫn điện yếu và nước mặn - với các ion trôi nổi tự do - dẫn điện tốt.
Chất dẫn điện tốt nhất , trong điều kiện nhiệt độ và áp suất thông thường, là nguyên tố kim loại bạc . Tuy nhiên, bạc không phải lúc nào cũng là một lựa chọn lý tưởng để làm vật liệu vì nó đắt tiền và dễ bị xỉn màu, và lớp oxit được gọi là xỉn màu không dẫn điện.
Tương tự như vậy, rỉ sét, verdigris và các lớp oxit khác làm giảm độ dẫn điện ngay cả trong các chất dẫn điện mạnh nhất. Các chất dẫn điện hiệu quả nhất là:
- Bạc
- Vàng
- Đồng
- Nhôm
- thủy ngân
- Thép
- Bàn là
- Nước biển
- Bê tông
- thủy ngân
Các chất dẫn điện mạnh khác bao gồm:
- Bạch kim
- Thau
- Đồng
- Than chì
- Nước bẩn
- Nước chanh
Các điện tích không chảy tự do qua chất cách điện. Đây là chất lượng lý tưởng trong nhiều trường hợp - chất cách điện mạnh thường được sử dụng để phủ hoặc cung cấp một rào cản giữa các vật dẫn để giữ cho dòng điện được kiểm soát. Điều này có thể thấy ở dây và cáp bọc cao su. Các chất cách điện hiệu quả nhất là:
- Cao su
- Cốc thủy tinh
- Nước tinh khiết
- Dầu
- Không khí
- Kim cương
- Củi khô
- Bông khô
- Nhựa dẻo
- Nhựa đường
Các chất cách điện mạnh khác bao gồm:
- Sợi thủy tinh
- Giấy khô
- Sứ
- Gốm sứ
- Thạch anh
Hình dạng và kích thước của vật liệu ảnh hưởng đến độ dẫn điện của nó. Ví dụ, một mảnh vật chất dày sẽ dẫn điện tốt hơn một mảnh mỏng có cùng kích thước và chiều dài. Nếu bạn có hai miếng vật liệu có cùng độ dày nhưng một miếng ngắn hơn miếng kia, thì miếng ngắn hơn sẽ dẫn điện tốt hơn vì miếng ngắn hơn có lực cản ít hơn, giống như cách dễ dàng ép nước qua một đường ống ngắn hơn một cái dài.
Nhiệt độ cũng ảnh hưởng đến độ dẫn điện. Khi nhiệt độ tăng, các nguyên tử và các electron của chúng sẽ tăng năng lượng. Một số chất cách điện như thủy tinh dẫn điện kém khi nguội nhưng dẫn điện tốt khi nóng; hầu hết các kim loại là chất dẫn điện tốt hơn khi nguội và chất dẫn kém hiệu quả hơn khi nóng. Một số chất dẫn điện tốt trở thành chất siêu dẫn ở nhiệt độ cực thấp.
Đôi khi chính sự dẫn điện làm thay đổi nhiệt độ của vật liệu. Các electron chạy qua vật dẫn mà không làm hỏng các nguyên tử hoặc gây mòn. Mặc dù vậy, các điện tử chuyển động sẽ chịu lực cản. Do đó, dòng điện chạy qua có thể làm nóng các vật liệu dẫn điện.