Шта је суперпроводник: врсте, материјали и особине

Постоје две врсте материјала попут метала, као и изолатори. Метали омогућавају проток електрона и са собом носе електрични набој попут сребра, бакра итд., Док изолатори држе електроне и они неће дозволити проток електрона попут дрвета, гуме итд. У 20. веку су нове лабораторијске методе развили физичари да хладе материјале на нулту температуру. Почео је да истражује неке елементе да би знао како електрична енергија ће се променити у таквим условима као што су олово и жива, јер проводе електричну енергију под одређеном температуром без отпора. Открили су исто понашање у неколико једињења попут од керамике до угљеничних наноцеви. Овај чланак говори о прегледу суперпроводника.

Шта је суперпроводник?

Дефиниција: Материјал који може проводити електричну енергију без отпора познат је као суперпроводник. У већини случајева, у неким материјалима попут једињења, иначе метални елементи пружају одређену отпорност на собној температури, мада нуде ниску отпорност на температура назива се његова критична температура.

суперпроводник

Струјање електрона од атома до атома често се врши коришћењем одређених материјала након достизања критичне температуре, па се тај материјал може назвати суперпроводљивим материјалом. Они су запослени у бројним областима попут магнетне резонанце и медицинске науке. Већина материјала доступних на тржишту нису суправодљиви. Дакле, они морају бити у врло нискоенергетском стању да би се претворили у суправодљиве. Тренутна истраживања су усредсређена на развој једињења која ће се развити у суперпроводљива на високим температурама.

Врсте суперпроводника

Суперпроводници су класификовани у два типа и то тип И и тип ИИ.

типови суперпроводника

Суперпроводник типа И

Ова врста суперпроводника укључује основне проводљиве делове који се користе у различитим пољима, од електричних каблова до микрочипова на рачунару. Ове врсте суперпроводника врло једноставно губе своју суправодљивост када се поставе у магнетно поље у критичном магнетном пољу (Хц). После тога постаће попут диригента. Ове врсте полупроводници називају се и меким суперпроводницима због разлога губитка суперпроводљивости. Ови суперпроводници се у потпуности покоравају Мајснеровом ефекту. Тхе примери суперпроводника су цинк и алуминијум.

Суперпроводник типа ИИ

Ова врста суперпроводника ће изгубити своју суперпроводљивост полако, али не једноставно онако како је уређена у спољном магнетном пољу. Када посматрамо графички приказ између магнетизације и магнетног поља, када се полупроводник другог типа постави у магнетно поље, тада ће полако губити своју суправодљивост.

Ова врста полупроводника ће почети да губи своју суправодљивост на мање значајном магнетном пољу и потпуно пада своју суперпроводљивост на вишем критичном магнетном пољу. Стање између мањег критичног магнетног поља и вишег критичног магнетног поља назива се средњим стањем, иначе вртложним стањем.

Овај тип полупроводника се такође назива и тврдим суперпроводницима из разлога што полако, али не једноставно, губе своју суправодљивост. Ови полупроводници ће се покоравати ефекту Мајснера, али не у потпуности. Најбољи примери за то су НбН и Баби3. Ови суперпроводници су применљиви за суперпроводне магнете јаког поља.

Суперпроводљиви материјали

Знамо да постоји много доступних материјала где ће неки од њих бити суперпроводни. Не рачунајући живу, оригинални суперпроводници су метали, полупроводници итд. Сваки различити материјал претвориће се у суперпроводник на мало различитој температури

Главни проблем употребе већине ових материјала је тај што ће се они суперпроводити на неколико степени потпуне нуле. То значи да сваку корист коју постигнете због недостатка отпора готово сигурно губите ако их укључите у хлађење на примарном месту.

Електрана која у ваш дом напаја електричну енергију надоле од суперпроводних жица сјајно ће звучати. Тако ће сачувати огромне количине исцрпљене енергије. Међутим, ако желите да охладите огромне делове и све преносне жице унутар постројења до нуле, вероватно ћете изгубити више енергије.

Особине суперпроводника

Суперпроводљиви материјали показују нека невероватна својства која су од суштинске важности за тренутну технологију. Истраживање ових својстава још увек траје како би се препознала и искористила та својства у разним областима која су наведена у наставку.

• Бесконачна проводљивост / нулти електрични отпор
• Меисснер Еффецт
• Прелазна температура / критична температура
• Јосепхсон Цуррентс
• Критична струја
• Персистент Цуррентс

Бесконачна проводљивост / нулти електрични отпор

У суперпроводном стању, суперпроводни материјал илуструје нулти електрични отпор. Када се материјал охлади под прелазном температуром, тада ће се његов отпор изненада смањити на нулу. На пример, Меркур показује нулти отпор испод 4к.

Меисснер Еффецт

Када се суперпроводник хлади под критичном температуром, он не дозвољава да магнетно поље пролази кроз њега. Ова појава у суперпроводницима позната је као Мајснеров ефекат.

Прелазна температура

Ова температура је такође позната и као критична температура. Када критична температура суправодљивог материјала мења проводно стање из нормалног у суправодљиву.

Јосепхсон Цуррент

Ако су два суперпроводника подељена уз помоћ танког филма у изолационом материјалу, тада се формира спој ниског отпора у пронађеним електронима са бакреним паром. Може тунел од једне површине споја до друге површине. Дакле, струја због протока бакрених парова позната је као Џозефсонова струја.

Критична струја

Када се струја која се напаја преко а возач под условом суперпроводљивости тада се може развити магнетно поље. Ако се проток струје повећа изнад одређене брзине, магнетно поље се може појачати, што је еквивалентно критичној вредности проводника при којем се ово враћа у своје уобичајено стање. Проток тренутне вредности познат је као критична струја.

Персистент Цуррентс

Ако је суперпроводнички прстен постављен у магнетном пољу изнад његове критичне температуре, тренутно се суперпроводнички прстен хлади под његовом критичном температуром. Ако елиминишемо ово поље, тада се ток струје може индуковати унутар прстена због његове самоиндуктивности. Из Ленцовог закона, индукована струја противи се промени унутар флукса који тече кроз прстен. Када се прстен постави у суперпроводно стање, тада ће се подстаћи проток струје да настави ток струје и назива се трајна струја. Ова струја генерише магнетни флукс да би проток текао кроз константни прстен.

Разлика између полупроводника и суперпроводника

Разлика између полупроводника и суперпроводника разматрана је у наставку.

Примене супер диригента

Примене суперпроводника укључују следеће.

• Користе се у генераторима, акцелераторима честица, транспорту, електромотори , рачунарство, медицина, пренос снаге итд.
• Суперпроводници који се углавном користе за стварање моћних електромагнета у МРИ скенерима. Дакле, ови се користе за поделу. Такође се могу користити за раздвајање магнетних и немагнетних материјала
• Овај проводник се користи за пренос снаге на велике удаљености
• Користи се у меморији или елементима за складиштење.

ФАК

1). Зашто суперпроводници морају бити хладни?

Размена енергије учиниће материјал врелијим. Дакле, чинећи полупроводник хладним, потребна је мања количина енергије да би се електрони приближно куцали.

2). Да ли је злато суперпроводник?

Најбољи проводници на собној температури су злато, бакар и сребро и уопште се не претварају у суперпроводнике.

3). Да ли је могућ суперпроводник собне температуре?

Суперпроводник на собној температури је способан да покаже суперпроводљивост на температурама око 77 степени Фахренхеита

4). Зашто нема отпора у суперпроводницима?

У суперпроводнику, електрична отпорност неочекивано падне на нулу због вибрација и мана атома мора изазвати отпор унутар материјала док електрони путују кроз њега

5). Зашто је суперпроводник савршен Диамагнет?

Када се суправодљиви материјал држи у магнетном пољу, он истискује магнетни ток из свог тела. Када се охлади под критичном температуром, показује идеалан дијамагнетизам.

Дакле, овде се ради о прегледу суперпроводника. Суперпроводник може проводити електричну енергију, у супротном преносити електроне са једног атома на други без отпора. Ево питања за вас, који су примери суперпроводника?
.