17 | 10 | 2018
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 3770
Просмотры материалов : 8946685

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Mail.Ru]
Сейчас на сайте:
  • 16 гостей
  • 3 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Сверхпроводимость PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
17.06.2012 19:54

Сверхпроводимость

Проводники потерять все свое электрическое сопротивление при охлаждении до сверхнизких температурах (вблизи абсолютного нуля, около -273 о по Цельсию). Следует понимать, что сверхпроводимость не только экстраполяции тенденции наиболее проводников постепенно теряют сопротивление при понижении температуры;. Это, скорее, внезапно, скачок удельного сопротивления от конечных ничего сверхпроводящий материал имеет абсолютно никакого электрического сопротивления, а не только небольшие суммы.

Сверхпроводимость была обнаружена Г. Камерлинг-Оннес в Лейденском университете, Нидерланды в 1911 году. Всего три года назад, в 1908 году, Оннес разработал метод сжижения гелия, который обеспечил среду с которой переохлаждаться экспериментальных объектов всего на несколько градусов выше абсолютного нуля. Решив исследовать изменения электрического сопротивления ртути при охлаждении до этого минимума температуры, он обнаружил, что его сопротивление упало до ничто чуть ниже температуры кипения гелия.

Существует некоторый спор, как именно и почему сверхпроводящих материалов сверхпроводимость. Одна из теорий гласит, что электроны группируются и путешествия в пар (так называемые куперовские пары) в сверхпроводник, а не путешествие самостоятельно, и это имеет какое-то отношение к их трения потока. Интересно, что другое явление супер-низких температур, сверхтекучесть, происходит с некоторыми жидкостями (в особенности жидкого гелия), в результате трения потока молекул.

Сверхпроводимость обещает чрезвычайные возможности для электрических цепей. Если сопротивление проводника может быть устранена полностью, не было бы никакой потери мощности или неэффективности в электроэнергетических системах из-за паразитных сопротивлениях. Электродвигатели могут быть сделаны почти идеально (100%) эффективность. Такие компоненты, как конденсаторы и катушки индуктивности, чьи идеальные характеристики, как правило, избалован присущие сопротивления проволоки, можно было бы идеальным в практическом смысле. Уже сейчас некоторые практические сверхпроводящих проводов, двигателей и конденсаторов были разработаны, но их использование в нынешнее время ограничено в связи с практическими проблемами внутреннего поддержания супер-низких температурах.

Пороговой температуры для сверхпроводника, чтобы перейти от обычной проводимости к сверхпроводимости называется температурой перехода. Переход температуры для «классических» сверхпроводников в криогенном диапазоне (вблизи абсолютного нуля), но значительный прогресс был достигнут в развитии "высокотемпературных" сверхпроводников, сверхпроводимость при более высоких температурах. Один тип керамической смеси иттрия, бария, меди и кислорода, переход на относительно мягкий -160 о по Цельсию. В идеале, сверхпроводник должны быть в состоянии работать в диапазоне температур окружающей среды, или, по крайней мере в пределах недорогой холодильного оборудования.

Критических температур в течение нескольких общих веществ показаны здесь, в этой таблице. Температуры указаны в градусах Кельвина, который имеет тот же дополнительный промежуток в градусах Цельсия (увеличение или уменьшение на 1 кельвин такое же количество, как изменение температуры 1 ° по Цельсию), только смещение, так что 0 К абсолютному нулю. Таким образом, мы не имеем дело с большим количеством отрицательных фигур.



 Материал элемента / сплава Критическая температура (K)
 ================================================== ======== 
 Алюминиевые -------- элемент --------------- 1,20
 Кадмий --------- элемент --------------- 0,56
 Ведущий элемент ------------ --------------- 7,2
 Меркурий --------- элемент --------------- 4,16
 Ниобий --------- элемент --------------- 8,70
 Торий --------- элемент --------------- 1,37
 Олово ------------- Элемент --------------- 3,72 
 Титан -------- элемент --------------- 0,39
 Урановые --------- элемент --------------- 1,0
 Цинк ------------ элемент --------------- 0,91
 Ниобий / Tin ------ сплава ---------------- 18,1
 Меди сульфид - соединения -------------- 1,6



Сверхпроводящие материалы также взаимодействовать в интересных способов с магнитными полями. В то время как в сверхпроводящем состоянии, сверхпроводящего материала, как правило, исключают все магнитные поля, это явление известно как эффект Мейснера. Однако, если напряженность магнитного поля усиливается за критический уровень, сверхпроводящего материала, будет оказана не-сверхпроводящими. Другими словами, сверхпроводящие материалы теряют сверхпроводимость (независимо от того, насколько холодной Вы делаете их), если подвергается слишком сильным магнитным полем. В самом деле, присутствие любого магнитного поля приводит к снижению критической температуры сверхпроводящего материала любого: чем больше магнитное поле настоящее время холоднее у вас есть, чтобы сделать материал, прежде чем он сверхпроводимость.

Это еще одно практическое ограничение сверхпроводников в схемотехнике, так как электрический ток через любой провод создает магнитное поле. Хотя сверхпроводящей проволоки будет иметь нулевые сопротивление против тока, по-прежнему будут предел того, сколько тока может пройти практически, что провода из-за его критического магнитного поля предел.

Есть уже несколько промышленных сверхпроводников, особенно после недавнего (1987) Появление иттрий-барий-медь-кислород керамики, которая требует только жидкий азот для охлаждения, в отличие от жидкого гелия. Можно даже заказать сверхпроводимости комплектов образовательных поставщиков, которые могут работать в лаборатории высоких школы (жидкий азот не входит). Как правило, эти наборы обладают сверхпроводимости эффект Мейснера, приостановление крошечный магнит в воздухе над сверхпроводящим диском охлаждается ванну с жидким азотом.

Нулевого сопротивления, предлагаемых сверхпроводящих цепей приводит к уникальным последствиям. В сверхпроводящем короткого замыкания, можно поддерживать бесконечно больших токов при нулевом напряжении!

Кольца из сверхпроводящего материала было экспериментально доказано для поддержания постоянного тока в течение многих лет, не приложенного напряжения. До сих пор, как никто не знает, не существует теоретический предел времени, как долго без посторонней помощи ток может быть выдержана в сверхпроводящей цепи. Если вы думаете, это, кажется, форму вечного движения, вы правы! Вопреки распространенному мнению, не существует закона, запрещающего физики вечное движение, а, скорее, запрет выступает против любого компьютера или системы генерации энергии больше, чем потребляет (что было бы называть по-единство устройства). В лучшем случае, все вечный двигатель (например, сверхпроводящее кольцо) было бы хорошо для для хранения энергии, а не генерировать его свободно!

Сверхпроводники также предлагаем некоторые странные возможности не имеющее ничего общего с законом Ома. Одна из таких возможностей является создание устройства, называемого джозефсоновском переходе, который действует как реле рода, контролируя один действующий с другой ток (без движущихся частей, конечно). Небольшие размеры и малое время переключения джозефсоновских переходов может привести к новому компьютеру схемах: альтернатива использованию полупроводниковых транзисторов.

  • ОБЗОР:
  • Сверхпроводники материалы, которые не имеют абсолютно нулевым электрическим сопротивлением.
  • Все известные в настоящее время сверхпроводящие материалы должны быть охлаждены значительно ниже температуры окружающей среды на сверхпроводимость. Максимальная температура, при которой они это делают, называется температурой перехода.
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья