Giáo án môn Vật lý khối 11 - Bài 7: Dòng điện không đổi. nguồn điện

CHƯƠNG II. 
DOØNG ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÅI 
Bài 7: DOØNG ÑIEÄN KHOÂNG ÑOÅI. NGUOÀN ÑIEÄN.
I. Dòng điện
+ Dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các điện tích.
+ Dòng điện trong kim loại là dòng chuyển động có hướng của các electron tự do.
+ Qui ước chiều dòng điện là chiều chuyển động của các diện tích dương (ngược với chiều chuyển động của các điện tích âm).
+ Các tác dụng của dòng điện : Tác dụng từ, tác dụng nhiệt, tác dụng hoác học, tác dụng cơ học, sinh lí, 
+ Cường độ dòng điện cho biết mức độ mạnh yếu của dòng điện. Đo cường độ dòng điện bằng ampe kế. Đơn vị cường độ dòng điện là ampe (A).
II. Cường độ dòng điện. Dòng điện không đổi
1. Cường độ dòng điện 
 Cường độ dòng điện là đại lượng đặc trưng cho tác dụng mạnh, yếu của dòng điện. Nó được xác định bằng thương số của điện lượng Dq dịch chuyển qua tiết diện thẳng của vật dẫn trong khoảng thời gian Dt và khoảng thời gian đó.
I = 
2. Dòng điện không đổi
 Dòng điện không đổi là dòng điện có chiều và cường độ không đổi theo thời gian.
 Cường độ dòng điện của dòng điện không đổi: I = .
3. Đơn vị của cường độ dòng điện và của điện lượng
 Đơn vị của cường độ dòng điện trong hệ SI là ampe (A).
1A = 
 Đơn vị của điện lượng là culông (C).
1C = 1A.1s
III. Nguồn điện
1. Điều kiện để có dòng điện
 Điều kiện để có dòng điện là phải có một hiệu điện thế đặt vào hai đầu vật dẫn điện.
2. Nguồn điện 
+ Nguồn điện duy trì hiệu điện thế giữa hai cực của nó.
+ Lực lạ bên trong nguồn điện: Là những lực mà bản chất không phải là lực điện. Tác dụng của lực lạ là tách và chuyển electron hoặc ion dương ra khỏi mỗi cực, tạo thành cực âm (thừa nhiều electron) và cực dương (thiếu hoặc thừa ít electron) do đó duy trì được hiệu điện thế giữa hai cực của nó.
IV. Suất điện động của nguồn điện
1. Công của nguồn điện
 Công của các lực lạ thực hiện làm dịch chuyển các điện tích qua nguồn được gọi là công của nguồn điện.
2. Suất điện động của nguồn điện
a) Định nghĩa
 Suất điện động E của nguồn điện là đại lượng đặc trưng cho khả năng thực hiện công của nguồn điện và được đo bằng thương số giữa công A của lực lạ thực hiện khi dịch chuyển một điện tích dương q ngược chiều điện trường và độ lớn của điện tích đó.
b) Công thức 
E = 
c) Đơn vị
 Đơn vị của suất điện động trong hệ SI là vôn (V).
 Số vôn ghi trên mỗi nguồn điện cho biết trị số của suất điện động của nguồn điện đó.
 Suất điện động của nguồn điện có giá trị bằng hiệu điện thế giữa hai cực của nó khi mạch ngoài hở.
 Mỗi nguồn điện có một điện trở gọi là điện trở trong của nguồn điện.
V. Pin và acquy
1. Pin điện hoá
 Cấu tạo chung của các pin điện hoá là gồm hai cực có bản chất khác nhau được ngâm vào trong chất điện phân.
a) Pin Vôn-ta
 Pin Vôn-ta là nguồn điện hoá học gồm một cực bằng kẻm (Zn) và một cực bằng đồng (Cu) được ngâm trong dung dịch axit sunfuric (H2SO4) loảng.
 Do tác dụng hoá học thanh kẻm thừa electron nên tích điện âm còn thanh đồng thiếu electron nên tích điện dương.
 Suất điện động khoảng 1,1V.
b) Pin Lơclăngsê
+ Cực dương : Là một thanh than bao bọc xung quanh bằng một hỗn hợp mangan điôxit MnO2 và graphit.
+ Cực âm : Bằng kẽm.
+ Dung dịch điện phân : NH4Cl.
+ Suất điện động : Khoảng 1,5V.
+ Pin Lơclăngsê khô : Dung dịch NH4Cl được trộn trong một thứ hồ đặc rồi đóng trong một vỏ pin bằng kẽm, vỏ pin này là cực âm.
2. Acquy
a) Acquy chì
 Bản cực dương bằng chì điôxit (PbO2) cực âm bằng chì (Pb). Chất điện phân là dnng dịch axit sunfuric (H2SO4) loảng.
 Suất điện động khoảng 2V.
 Acquy là nguồn điện có thể nạp lại để sử dụng nhiều lần dựa trên phản ứng hoá học thuận nghịch: nó tích trử năng lượng dưới dạng hoá năng khi nạp và giải phóng năng lượng ấy dưới dạng điện năng khi phát điện.
 Khi suất điện động của acquy giảm xuống tới 1,85V thì phải nạp điện lại.
b) Acquy kiềm
 Acquy cađimi-kền, cực dương được làm bằng Ni(OH)2, còn cực âm làm bằng Cd(OH)2 ; các cực đó dược nhúng trong dung dịch kiềm KOH hoặc NaOH.
 Suất điện động khoảng 1,25V.
 Acquy kiềm có hiệu suất nhỏ hơn acquy axit nhưng lại rất tiện lợi vì nhẹ hơn và bền hơn.