अतिचालक सामग्री हैं जो अग्रणी करने में सक्षम हैं बिजली, बिना किसी प्रकार की पेशकश के प्रतिरोध, जैसे ही वे एक. तक पहुँचते हैं तापमान बहुत कम, जिसे महत्वपूर्ण तापमान के रूप में जाना जाता है। साथ ही, lines की पंक्तियां बनाएं चुंबकीय क्षेत्र इसे भेदने में सक्षम नहीं है, इसलिए सुपरकंडक्टर्स का उपयोग चुंबकीय उत्तोलन को बढ़ावा देने के लिए किया जा सकता है।
यह भी देखें: कंडक्टर और इंसुलेटर - प्रत्येक के अंतर और विशेषताओं को समझें
सुपरकंडक्टर्स कैसे काम करते हैं
अतिचालकता की घटना को केवल द्वारा समझाया जा सकता है क्वांटम भौतिकी. इस घटना की विशेषता है मीस्नर प्रभाव, जो चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को सामग्री में प्रवेश करने में सक्षम नहीं बनाता है सुपरकंडक्टर्स, यदि इन सामग्रियों को उनके तापमान से कम तापमान पर ठंडा किया जाता है महत्वपूर्ण तापमान।
आप पहले सुपरकंडक्टर्स जो उभरा है उसे रेफ्रिजरेट करने की आवश्यकता है बेहद कम तापमान. हालांकि, नई सामग्रियों में अनुसंधान ने उन्हें विकसित करने और उच्च तापमान पर अतिचालकता प्रदर्शित करने में सक्षम होने की अनुमति दी है। हाल ही में, अध्ययनों से पता चला है कि कुछ सामग्री सुपरकंडक्टिंग बन सकती हैं
परिवेश के बहुत करीब तापमान, हालांकि, ऐसा होने के लिए, उन्हें इसके अधीन होने की आवश्यकता है दबावबहुतलंबा।
अतिचालकता और तापमान के बीच क्या संबंध है? हालांकि इसका उत्तर प्रश्न जितना आसान नहीं है, आइए इसे समझने की कोशिश करें: सामान्य तौर पर धातुएं होती हैं अच्छाकंडक्टर बिजली, जैसे तांबा, चांदी और सोना। यह क्षमता आपके से संबंधित है के नाप प्रतिरोधकता, क्या है अत्यंतकम.
धातुओं की कम प्रतिरोधकता, बदले में, बड़े से संबंधित है मात्रा इलेक्ट्रॉनों नि: शुल्क, उसके साथ अशुद्धियों की अनुपस्थिति (इस संदर्भ में, अशुद्धियाँ कंडक्टर के अंदर अन्य तत्वों के परमाणु हैं) और के साथ क्रिस्टल संरचना का क्रम, वह है, जिस तरह से परमाणुओं वे एक दूसरे के संबंध में स्थित हैं।
अगर गर्म होने पर, धातुएं विद्युत प्रवाह के संचालन में इतनी अच्छी नहीं होती हैं।, के आधार पर बढ़नादेता हैकंपन उनके परमाणुओं की-इन परमाणुओं के दोलन से इलेक्ट्रॉनों के साथ अधिक टकराव होता है विद्युत प्रवाह, जिससे गाड़ी चलाना मुश्किल हो जाता है। हालांकि, यदि प्रशीतित किया जाता है, तो धातुएं कमरे के तापमान की तुलना में अधिक आसानी से आचरण करती हैं, और, यदि हम इस कूलिंग को एक्सट्रपलेशन करते हैं, तो हम उस बिंदु पर पहुंच जाएंगे, जहां passage के पारित होने का कोई प्रतिरोध नहीं होगा बिजली।
धातुओं के ठंडा होने और चालकता में वृद्धि से संबंधित तर्क की जांच डच भौतिक विज्ञानी ने की थी हीकेकामेरलिंग्होओन्नेस (१८५३-१९२६), के नमूने को ठंडा करके मबुध -269 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर। उस समय, ओन्स ने महसूस किया कि प्रतिरोधकताका मपारा अचानकबन गएशून्य जब वह उस तापमान पर पहुंच गया।
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लगभग 20 साल बाद, जर्मन भौतिक विज्ञानी कार्लमीस्नर तथा रॉबर्टओचसेनफेल्ड ने पाया कि अतिचालकों ने उनके भीतर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के मार्ग को बाधित किया।
अपने प्रयोगों में, उन्होंने पाया कि जब एक सुपरकंडक्टर बाहरी चुंबकीय क्षेत्र के संपर्क में आता है, तो विद्युत धाराएं होती हैं बाहर की ओर बनता है, जिससे चुंबकीय क्षेत्र का विरोध करने वाले सुपरकंडक्टर की सतह पर एक चुंबकीय क्षेत्र दिखाई देता है। बाहरी। यह इस घटना के माध्यम से है, जिसे वर्तमान में मीस्नर प्रभाव कहा जाता है, कि ट्रेनों को लेविटेट करना संभव है, जैसा कि मैग्लेव के मामले में है:
अतिचालकों के प्रकार और उनकी सामग्री
सुपरकंडक्टर्स सामग्री का एक वर्ग है जो राज्य के परिवर्तन को प्रदर्शित करता है जो उन्हें स्थानांतरित करने का कारण बनता है विद्युत प्रभार बिना किसी विरोध के। जैसे, यह कहना संभव नहीं है कि सुपरकंडक्टर्स किससे बने होते हैं, बल्कि उन्हें बनाने के लिए विभिन्न सामग्रियों का उपयोग किया जाता है। तो, सुपरकंडक्टर्स हैं:
शुद्ध रासायनिक तत्वों से बना, पारा की तरह, नेतृत्व यह है कार्बन;
कार्बनिक, जैसे फुलरीन, कार्बन नैनोट्यूब, ग्राफीन;
चीनी मिट्टी;
अलग से बना मिश्र धातु, जैसे नाइओबियम-टाइटेनियम, जर्मेनियम-नाइओबियम।
यह भी देखें: विद्युत सर्किट - वे कैसे काम करते हैं, तत्व, विद्युत कनेक्शन आदि।
सुपरकंडक्टर्स के तकनीकी अनुप्रयोग
सुपरकंडक्टर्स किसी भी प्रकार के विद्युत परिपथ में उपयोगी हो सकते हैं, ताकि इसे और अधिक बनाया जा सके कुशल, हालांकि, जबकि हमारे पास कमरे के तापमान पर कंडक्टर नहीं है, वर्तमान में मुख्य उपयोग ये:
मैग्लेव ट्रेन - इस प्रकार की ट्रेन तैरने के लिए सुपरकंडक्टर्स में मौजूद मीस्नर इफेक्ट का उपयोग करती है, इसलिए यह उच्च गति विकसित करती है और पारंपरिक ट्रेन की तुलना में अधिक कुशल हो जाती है।
परमाणु चुंबकीय अनुनाद उपकरण - इन उपकरणों के अंदर, धातु मिश्र धातुओं से बने कॉइल होते हैं, जो ठंडा होने पर अतिचालक बन जाते हैं, जो उच्च तीव्रता वाले चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करने में सक्षम होते हैं।
बिजली का उत्पादन - हाइड्रोइलेक्ट्रिक, थर्मोइलेक्ट्रिक, न्यूक्लियर या यहां तक कि पवन ऊर्जा संयंत्रों में, यांत्रिक ऊर्जा को परिवर्तित करने की आवश्यकता होती है विद्युत में, इसलिए, एक जनरेटर का उपयोग किया जाता है, जिसके कॉइल ठीक से सुपरकंडक्टिंग धातु मिश्र धातुओं से बने होते हैं सर्दी.
राफेल हेलरब्रॉक द्वारा
भौतिक विज्ञान के अध्यापक
क्या आप इस पाठ को किसी स्कूल या शैक्षणिक कार्य में संदर्भित करना चाहेंगे? देखो:
हेलरब्रॉक, राफेल। "सुपरकंडक्टर्स"; ब्राजील स्कूल. में उपलब्ध: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/os-supercondutores.htm. 27 जून, 2021 को एक्सेस किया गया।
