超伝導体 につながることができる材料です 電気、いかなる種類も提供せずに 抵抗、彼らが到達するとすぐに 温度 非常に低く、臨界温度として知られています。 また、の行を作成します 磁場 それを貫通することができないので、超伝導体は磁気浮上を促進するために使用することができます。
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超伝導体のしくみ
超伝導の現象は、によってのみ説明することができます 量子物理学. この現象は、 マイスナー効果、これにより磁力線が材料を貫通できなくなります 超伝導体、これらの材料がそれらよりも低い温度に冷却されている場合 臨界温度。
君は 最初の超伝導体 出現したものは冷蔵する必要がありました 極低温. しかし、新しい材料の研究により、それらを開発し、より高い温度で超伝導を示すことができるようになりました。 最近、研究によると、一部の材料は超伝導になる可能性があります 周囲温度に非常に近い温度ただし、これが発生するためには、 圧力多く背が高い。
超電導と温度の関係は？ 答えは質問ほど単純ではありませんが、それを理解してみましょう。金属は一般的に 良い指揮者 銅、銀、金などの電気。 そのような能力はあなたに関連しています の測定 抵抗率、 とは 非常に低.
金属の低い抵抗率は、順番に、大きいことに関連しています の量 電子 自由、 とともに 不純物がない （この文脈では、不純物は導体内の他の元素の原子です）そして 結晶構造の順序、つまり、 原子 それらは相互に関連して配置されます。
もし 加熱された金属は、電流の伝導があまり得意ではありません。、のおかげで 増加する与える振動 それらの原子の-これらの原子の振動は、 電流、運転が困難になります。 ただし、冷蔵すると、金属は室温よりもさらに容易に伝導し始めます。 この冷却を外挿すると、通過に対する抵抗がなくなるポイントに到達します。 電気。
金属の冷却と導電率の増加に関連する理由は、オランダの物理学者によって調査されました 平家カメルリンオンネス （1853-1926）、のサンプルを冷却することによって m水星 -269°Cの温度で。 当時、オンネスは 抵抗率の m突然水銀なりましたヌル それがその温度に達したとき。
約20年後、ドイツの物理学者 カールマイスナー そして ロバートオクセンフェルド 超伝導体がそれらの中の磁力線の通過を妨害することを発見しました。
彼らの実験では、超伝導体が外部磁場にさらされると、電流が 外側に形成され、磁場に対抗する超伝導体の表面に磁場が現れます。 外部。 現在マイスナー効果と呼ばれているこの現象を通じて、リニアモーターカーの場合のように列車を浮揚させることができます。
超伝導体の種類とその材料
超伝導体は、それらを移動させる状態変化を示す材料のクラスです。 電荷 何の反対もなしに。 そのため、超伝導体が何でできているかを言うことはできませんが、それらを作るために使用されるさまざまな材料を言うことができます。 したがって、超伝導体があります：
純粋な化学元素でできています、水銀のように、 鉛 それは 炭素;
オーガニック、フラーレン、カーボンナノチューブ、グラフェンなど。
セラミック;
異なるで作られた 金属合金、ニオブ-チタン、ゲルマニウム-ニオブなど。
も参照してください： 電気回路–それらがどのように機能するか、要素、電気接続など。
超伝導体の技術的応用
超伝導体は、それをより多くするために、あらゆるタイプの電気回路で有用である可能性があります 効率的ですが、室温では導体がありませんが、現在の主な用途は これらは：
リニアモーターカー –このタイプの列車は、超伝導体に存在するマイスナー効果を利用して浮くため、従来の列車よりも高速で効率的になります。
核磁気共鳴装置 –これらのデバイスの内部には、冷却されると超伝導になり、高強度の磁場を生成できる金属合金製のコイルがあります。
発電 –水力発電所、熱電発電所、原子力発電所、さらには風力発電所では、機械的エネルギーを変換する必要があります したがって、電気では、適切な場合にコイルが超伝導金属合金でできている発電機が使用されます 風邪。
RafaelHellerbrock著
物理の先生
ソース： ブラジルの学校- https://brasilescola.uol.com.br/fisica/os-supercondutores.htm