Суперпроводници су материјали способни да доведу до електрична енергија, без нуђења било какве врсте отпор, чим дођу до а температура врло ниска, позната као критична температура. Такође направите линије магнетно поље није у могућности да продре у њега, па се суперпроводници могу користити за поспешивање магнетне левитације.
Погледајте такође: Проводници и изолатори - разумеју разлике и карактеристике сваког од њих
Како раде суперпроводници
Феномен суправодљивости може се објаснити само са квантна физика. Ову појаву карактеришу Мајснеров ефекат, што чини да линије магнетног поља нису у могућности да продру у материјале суперпроводници, ако се ови материјали охладе на температуре ниже од њихове критичне температуре.
ти први суперпроводници који је настао требало је хладити у изузетно ниске температуре. Међутим, истраживање нових материјала омогућило им је да се развију и да покажу суперпроводљивост на вишим температурама. Недавно, студије су показале да неки материјали могу постати суперпроводљиви у
температуре врло близу амбијенталнемеђутим, да би се ово догодило, они морају да буду подложни притисцимноговисок.
Какав је однос између суправодљивости и температуре? Иако одговор није тако једноставан као питање, покушајмо да га разумемо: метали уопште јесу Добропроводници електричне енергије, попут бакра, сребра и злата. Ова способност је повезана са вашим мера од отпорност, шта је изузетнониска.
Ниска отпорност метала је, пак, повезана са великом количина од електрони бесплатно, са одсуство нечистоћа (у овом контексту, нечистоће су атоми других елемената унутар проводника) и са редослед кристалне структуре, односно начин атома позиционирани су једни према другима.
ако загрејани, метали нису тако добри у вођењу електричне струје., на основу повећатидајевибрација њихових атома - осциловање ових атома изазива више судара са електронима у електрична струја, отежавајући вожњу. Међутим, ако су у хладњаку, метали се понашају још лакше него на собној температури, и, ако екстраполирамо ово хлађење, доћи ћемо до тачке у којој неће бити отпора пролазу електрична енергија.
Образложења везана за хлађење метала и повећање проводљивости истраживао је холандски физичар хеикеКамерлингхоннес (1853-1926), хлађењем узорка од мжива на температури од -269 ° Ц. У то време, Оннес је схватио да отпорностод модједном живапостаонула кад је достигла ту температуру.
Не заустављај се сада... После оглашавања има још;)
Отприлике 20 година касније, немачки физичари КарлМеисснер и РобертОцхсенфелд открио да су суперпроводници ометали пролазак линија магнетног поља у њима.
У својим експериментима су открили да када је суперпроводник изложен спољном магнетном пољу, електричне струје су настала споља, узрокујући да се на површини суперпроводника који се супротставља магнетном пољу појави магнетно поље. спољни. Кроз ову појаву, која се тренутно назива Мајснеровим ефектом, могуће је учинити да возови левитирају, као што је случај са маглевом:
Врсте суперпроводника и њихови материјали
Суперпроводници су класа материјала који показују промену стања због које се преносе електрични набоји без икаквог противљења. Као такви, није могуће рећи од чега су направљени суперпроводници, већ различити материјали који се користе за њихову израду. Дакле, постоје суперпроводници:
направљени од чистих хемијских елемената, попут живе, олово то је угљеник;
органска, као што су фулерени, угљеничне наноцеви, графен;
керамички;
направљене од различитих легуре метала, као што су ниобијум-титанијум, германијум-ниобијум.
Погледајте такође: Електрични кругови - како раде, елементи, електричне везе итд.
Технолошке примене суперпроводника
Суперпроводници могу бити корисни у било којој врсти електричног кола како би га учинили још већим ефикасан, међутим, иако немамо проводник на собној температури, тренутно је главна употреба су:
маглевски возови - Ова врста воза користи Меисснер-ов ефекат присутан у суперпроводницима да плута, па развија велику брзину и постаје ефикаснији од конвенционалног воза.
Уређаји за нуклеарну магнетну резонанцу - Унутар ових уређаја налазе се завојнице направљене од металних легура које када се охладе постају суперпроводљиве, способне да производе магнетна поља високог интензитета.
Производња електричне енергије - У хидроелектранама, термоелектричним, нуклеарним или чак ветроелектранама постоји потреба за претварањем механичке енергије у електричној се зато користи генератор чији су калеми направљени од суправодљивих металних легура када су правилно прехладе.
Аутор Рафаел Хеллерброцк
Наставник физике
Да ли бисте желели да се на овај текст упутите у школи или у академском раду? Погледајте:
ХЕЛЕРБРОЦК, Рафаел. „Суперпроводници“; Бразил Сцхоол. Може се наћи у: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/os-supercondutores.htm. Приступљено 27. јуна 2021.
