Superkonduktor adalah bahan yang mampu menyebabkan capable listrik, tanpa menawarkan apapun perlawanan, segera setelah mereka mencapai suhu sangat rendah, yang dikenal sebagai suhu kritis. Juga, buat garis Medan gaya tidak mampu menembusnya, sehingga superkonduktor dapat digunakan untuk mempromosikan levitasi magnetik.
Lihat juga: Konduktor dan isolator - pahami perbedaan dan karakteristik masing-masing
Bagaimana Superkonduktor Bekerja
Fenomena superkonduktivitas hanya dapat dijelaskan dengan fisika kuantum. Fenomena ini ditandai dengan Efek Meissner, yang membuat garis medan magnet tidak dapat menembus material penetrate superkonduktor, jika bahan ini didinginkan ke suhu yang lebih rendah dari suhu kritis.
Kamu superkonduktor pertama yang muncul perlu didinginkan dalam suhu yang sangat rendah. Namun, penelitian bahan baru telah memungkinkan mereka untuk dikembangkan dan mampu menunjukkan superkonduktivitas pada suhu yang lebih tinggi. Baru saja, penelitian telah menunjukkan bahwa beberapa bahan dapat menjadi superkonduktor di
suhu sangat dekat dengan ambient, namun, agar ini terjadi, mereka harus tunduk pada tekananbanyaktinggi.
Apa hubungan antara superkonduktivitas dan suhu? Meskipun jawabannya tidak sesederhana pertanyaannya, mari kita coba memahaminya: logam pada umumnya adalah Baikkonduktor listrik, seperti tembaga, perak, dan emas. Kemampuan seperti itu terkait dengan Anda ukuran dari resistivitas, apa yang sangatrendah.
Resistivitas logam yang rendah, pada gilirannya, terkait dengan besar jumlah elektron Gratis, dengan tidak adanya kotoran (dalam konteks ini, pengotor adalah atom unsur lain di dalam konduktor) dan dengan urutan struktur kristal, yaitu cara atom mereka diposisikan dalam hubungan satu sama lain.
jika dipanaskan, logam tidak begitu baik dalam menghantarkan arus listrik., berdasarkan meningkatkanmemberigetaran atom mereka — osilasi atom-atom ini menyebabkan lebih banyak tumbukan dengan elektron di arus listrik, membuatnya sulit untuk dikendarai. Namun, jika didinginkan, logam mulai melakukan lebih mudah daripada pada suhu kamar, dan, jika kita mengekstrapolasi pendinginan ini, kita akan mencapai titik di mana tidak akan ada hambatan untuk melewati listrik.
Alasan yang berkaitan dengan pendinginan logam dan peningkatan konduktivitas diselidiki oleh fisikawan Belanda heikeKamerlinghonnes (1853-1926), dengan mendinginkan sampel sayaair raksa pada suhu -269 °C. Pada saat itu, Onnes menyadari bahwa resistivitasdari sayamerkuri tiba-tibamenjadibatal ketika mencapai suhu tersebut.
Sekitar 20 tahun kemudian, fisikawan Jerman KarlMeissner dan RobertOchsenfeld menemukan bahwa superkonduktor mengganggu jalannya garis medan magnet di dalamnya.
Dalam percobaan mereka, mereka menemukan bahwa ketika superkonduktor terkena medan magnet eksternal, arus listrik adalah terbentuk di luar, menyebabkan medan magnet muncul di permukaan superkonduktor yang menentang medan magnet. luar. Melalui fenomena ini, yang saat ini disebut efek Meissner, adalah mungkin untuk membuat kereta melayang, seperti halnya dengan maglev:
Jenis superkonduktor dan bahannya
Superkonduktor adalah kelas bahan yang menunjukkan perubahan keadaan yang menyebabkan mereka untuk mentransfer muatan listrik tanpa ada oposisi. Dengan demikian, tidak mungkin untuk mengatakan terbuat dari apa superkonduktor, melainkan bahan berbeda yang digunakan untuk membuatnya. Jadi, ada superkonduktor:
terbuat dari unsur kimia murni, seperti merkuri, memimpin ini adalah karbon;
organik, seperti fullerene, karbon nanotube, graphene;
keramik;
terbuat dari berbeda paduan logam, seperti niobium-titanium, germanium-niobium.
Lihat juga: Sirkuit listrik – cara kerjanya, elemen, sambungan listrik, dll.
Aplikasi Teknologi Superkonduktor
Superkonduktor dapat berguna dalam semua jenis sirkuit listrik, untuk membuatnya lebih efisien, namun, sementara kami tidak memiliki konduktor pada suhu kamar, saat ini penggunaan utama ini adalah:
kereta maglev – Kereta jenis ini menggunakan efek Meissner yang ada di superkonduktor untuk mengapung, sehingga mengembangkan kecepatan tinggi dan menjadi lebih efisien daripada kereta konvensional.
Perangkat Resonansi Magnetik Nuklir – Di dalam perangkat ini, ada kumparan yang terbuat dari paduan logam yang, ketika didinginkan, menjadi superkonduktor, mampu menghasilkan medan magnet intensitas tinggi.
Produksi listrik – Di pembangkit listrik tenaga air, termoelektrik, nuklir atau bahkan angin, ada kebutuhan untuk mengubah energi mekanik dalam listrik, oleh karena itu, generator digunakan, yang kumparannya terbuat dari paduan logam superkonduktor jika benar pilek.
Oleh Rafael Hellerbrock
guru fisika
Sumber: Sekolah Brasil - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/os-supercondutores.htm