Superconductor là gì?
Định nghĩa: Một vật liệu có thể dẫn điện mà không có điện trở được gọi là chất siêu dẫn. Trong hầu hết các trường hợp, trong một số vật liệu như các hợp chất khác, các nguyên tố kim loại cung cấp một số điện trở ở nhiệt độ phòng, mặc dù chúng cung cấp điện trở thấp ở nhiệt độ được gọi là nhiệt độ tới hạn của nó.
Bạn đang đọc:
Dòng electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác thường được triển khai bằng cách sử dụng 1 số ít vật tư nhất định sau khi đạt đến nhiệt độ tới hạn, do đó vật tư hoàn toàn có thể được gọi là vật tư siêu dẫn. Chúng được sử dụng trong nhiều nghành như chụp cộng hưởng từ và khoa học y tế. Hầu hết những vật tư có sẵn trên thị trường không phải là siêu dẫn. Vì vậy chúng phải ở trạng thái nguồn năng lượng rất thấp mới hoàn toàn có thể chuyển thành siêu dẫn. Nghiên cứu hiện tại đang tập trung chuyên sâu vào việc tăng trưởng những hợp chất để tăng trưởng thành siêu dẫn ở nhiệt độ cao .
Các loại chất siêu dẫn
Chất siêu dẫn được phân thành hai loại là loại I và loại II.
Chất siêu dẫn loại I
Loại chất siêu dẫn này bao gồm các bộ phận dẫn điện cơ bản và chúng được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau từ hệ thống cáp điện đến vi mạch trên máy tính. Các loại chất siêu dẫn này mất tính siêu dẫn rất đơn giản khi nó được đặt trong từ trường ở từ trường tới hạn (Hc). Sau đó, nó sẽ trở thành chất dẫn điện. Những loại chất bán dẫn cũng được đặt tên là chất siêu dẫn mềm do lý do mất tính siêu dẫn. Các chất siêu dẫn này hoàn toàn tuân theo hiệu ứng Meissner. Các ví dụ về chất siêu dẫn là Kẽm và Nhôm.
Chất siêu dẫn loại II
Loại chất siêu dẫn này sẽ mất tính siêu dẫn từ từ chứ không đơn thuần như nó được sắp xếp trong từ trường bên ngoài. Khi tất cả chúng ta quan sát sự trình diễn đồ họa giữa từ hóa và từ trường, khi chất bán dẫn loại thứ hai được đặt trong một từ trường, thì nó sẽ mất tính siêu dẫn từ từ.
Loại chất bán dẫn này sẽ mở màn mất tính siêu dẫn trong từ trường ít quan trọng hơn và giảm trọn vẹn tính siêu dẫn của chúng ở từ trường tới hạn cao hơn. Điều kiện giữa từ trường tới hạn nhẹ và từ trường tới hạn cao hơn được gọi là trạng thái trung gian, nếu không thì trạng thái xoáy .Loại chất bán dẫn này còn được đặt tên là chất siêu dẫn cứng do nguyên do chúng mất tính siêu dẫn từ từ chứ không đơn thuần. Các chất bán dẫn này sẽ tuân theo tính năng của Meissner nhưng không trọn vẹn. Ví dụ tốt nhất trong số này là NbN và Babi3. Những chất siêu dẫn này hoàn toàn có thể vận dụng cho nam châm hút siêu dẫn trường mạnh .
Vật liệu siêu dẫn
Chúng tôi biết rằng có rất nhiều vật tư có sẵn trong đó một số ít vật tư sẽ siêu dẫn. Không gồm có thủy ngân, những chất siêu dẫn khởi đầu là sắt kẽm kim loại, chất bán dẫn, v.v. Mỗi vật tư khác nhau sẽ biến thành chất siêu dẫn ở nhiệt độ khác nhau một chút ítVấn đề chính của việc sử dụng hầu hết những vật tư này là chúng sẽ siêu dẫn ở một vài độ không trọn vẹn. Điều này có nghĩa là bất kể quyền lợi nào bạn đạt được từ việc thiếu sức đề kháng mà bạn gần như chắc như đinh mất đi gồm có cả việc hạ nhiệt chúng ở vị trí chính. Nhà máy điện cung ứng điện cho ngôi nhà của bạn ở hướng xuống thì những dây siêu dẫn sẽ nhiễu rất lớn. Vì vậy, nó sẽ tiết kiệm ngân sách và chi phí một lượng lớn nguồn năng lượng hết sạch. Tuy nhiên, nếu bạn muốn làm mát những bộ phận khổng lồ và tổng thể những dây truyền tải trong xí nghiệp sản xuất về không, hoàn toàn có thể bạn sẽ tiêu tốn lãng phí nhiều nguồn năng lượng hơn .
Thuộc tính của chất siêu dẫn
Các vật tư siêu dẫn cho thấy 1 số ít đặc tính tuyệt vời thiết yếu cho công nghệ tiên tiến lúc bấy giờ. Nghiên cứu về những thuộc tính này vẫn đang liên tục để nhận ra và sử dụng những thuộc tính này trong những nghành khác nhau được liệt kê dưới đây .
- Độ dẫn điện vô hạn / Điện trở bằng không
- Hiệu ứng Meissner
- Nhiệt độ chuyển đổi / Nhiệt độ tới hạn
- Josephson Dòng tin
- Dòng quan trọng
- Dòng liên tục
Độ dẫn điện vô hạn / Điện trở bằng không
Trong điều kiện kèm theo siêu dẫn, vật tư siêu dẫn minh họa điện trở bằng không. Khi vật tư được làm lạnh dưới nhiệt độ quy đổi của nó, thì điện trở của nó sẽ giảm bất ngờ đột ngột về 0. Ví dụ, sao Thủy cho thấy lực cản không dưới 4 k .
Hiệu ứng Meissner
Khi một chất siêu dẫn được làm lạnh dưới nhiệt độ tới hạn, thì nó sẽ không được cho phép từ trường đi qua nó. Sự Open này trong chất siêu dẫn được gọi là hiệu ứng Meissner .
Nhiệt độ chuyển đổi
Nhiệt độ này còn được gọi là nhiệt độ tới hạn. Khi nhiệt độ tới hạn của vật tư siêu dẫn biến hóa trạng thái dẫn từ thông thường sang siêu dẫn .
Josephson hiện tại
Nếu hai chất siêu dẫn được phân chia với sự trợ giúp của màng mỏng trong vật liệu cách điện, thì nó tạo thành một đường giao nhau có điện trở thấp để tìm thấy các electron với cặp đồng. Nó có thể đào đường hầm từ bề mặt này của đường giao nhau sang bề mặt khác. Vì vậy, dòng điện do dòng của các cặp cooper được gọi là Dòng điện Josephson.
Dòng quan trọng
Khi dòng điện cung ứng qua người lái xe trong điều kiện kèm theo siêu dẫn, sau đó một từ trường hoàn toàn có thể được tăng trưởng. Nếu dòng điện tăng vượt quá một vận tốc nhất định thì từ trường hoàn toàn có thể được tăng cường, tương tự với giá trị tới hạn của dây dẫn mà tại đó từ trường trở lại điều kiện kèm theo thông thường của nó. Dòng của giá trị hiện tại được gọi là dòng tới hạn .
Dòng liên tục
Nếu một vòng siêu dẫn được sắp xếp trong từ trường trên nhiệt độ tới hạn của nó, thì hiện tại sẽ làm nguội vòng siêu dẫn dưới nhiệt độ tới hạn của nó. Nếu tất cả chúng ta vô hiệu trường này, thì dòng điện hoàn toàn có thể được tạo ra trong vòng vì hiện tượng kỳ lạ tự cảm của nó. Theo định luật Lenz, dòng điện cảm ứng chống lại sự đổi khác trong từ thông chạy qua vòng. Khi đặt vòng dây trong điều kiện kèm theo siêu dẫn thì dòng điện sẽ cảm ứng liên tục dòng điện được đặt tên là dòng điện bền. Dòng điện này sinh ra từ thông làm cho từ thông chạy trong vòng không đổi .
Sự khác biệt giữa chất bán dẫn và chất siêu dẫn
Sự độc lạ giữa chất bán dẫn và chất siêu dẫn được bàn luận dưới đây .
| Chất bán dẫn | Chất siêu dẫn |
| Điện trở suất của chất bán dẫn là hữu hạn | Điện trở suất của chất siêu dẫn bằng không điện trở suất |
| Trong trường hợp này, lực đẩy electron dẫn đến điện trở suất hữu hạn. | Trong trường hợp này, lực hút điện tử dẫn đến mất điện trở suất |
| Chất siêu dẫn không thể hiện từ tính hoàn hảo | Chất siêu dẫn thể hiện tính khử từ hoàn hảo |
Khoảng trống năng lượng của chất siêu dẫn là bậc của một vài eV.
|
Khe hở năng lượng của chất siêu dẫn có bậc là 10 ^ -4 eV. |
| Lượng tử hóa thông lượng trong chất siêu dẫn là đơn vị 2e. | Đơn vị của chất siêu dẫn là e. |
Các ứng dụng của Super Conductor
Các ứng dụng của chất siêu dẫn gồm có những điều sau đây .
- Chúng được sử dụng trong máy phát điện, máy gia tốc hạt, vận chuyển, xe máy điện, máy tính, y tế, truyền tải điện, Vân vân.
- Chất siêu dẫn chủ yếu được sử dụng để tạo ra nam châm điện mạnh trong máy quét MRI. Vì vậy, chúng được sử dụng để phân chia. Chúng cũng có thể được sử dụng để tách các vật liệu từ tính và không từ tính
- Dây dẫn này được sử dụng để truyền tải điện năng trong khoảng cách xa
- Được sử dụng trong bộ nhớ hoặc các phần tử lưu trữ.
Câu hỏi thường gặp
1). Tại sao chất siêu dẫn phải lạnh?
Sự trao đổi nguồn năng lượng sẽ làm cho vật tư nóng hơn. Vì vậy, bằng cách làm cho chất bán dẫn lạnh đi, cần có một lượng nguồn năng lượng nhỏ hơn để đánh bật những electron .
2). Vàng có phải là chất siêu dẫn không?
Các chất dẫn điện tốt nhất ở nhiệt độ phòng là vàng, đồng và bạc trọn vẹn không chuyển thành siêu dẫn .
3). Có thể sử dụng chất siêu dẫn nhiệt độ phòng không?
Một chất siêu dẫn ở nhiệt độ phòng có năng lực hiển thị siêu dẫn ở nhiệt độ khoảng chừng 77 độ F
4). Tại sao không có điện trở trong chất siêu dẫn?
Trong chất siêu dẫn, điện trở giật mình giảm xuống 0 do xê dịch và lỗ hổng của những nguyên tử phải gây ra lực cản bên trong vật tư khi những electron vận động và di chuyển qua nó
5). Tại sao một chất siêu dẫn lại là một Diamagnet hoàn hảo?
Khi vật tư siêu dẫn được giữ trong một từ trường, thì nó sẽ đẩy từ thông ra khỏi khung hình của nó. Khi được làm lạnh dưới nhiệt độ tới hạn thì nó cho thấy độ từ tính lý tưởng .
Vì vậy, đây là tất cả về một cái nhìn tổng quan về chất siêu dẫn. Một chất siêu dẫn có thể dẫn điện nếu không thì chuyển các electron từ nguyên tử này sang nguyên tử khác mà không có điện trở. Đây là một câu hỏi dành cho bạn, những ví dụ về chất siêu dẫn là gì?
.
Source: http://139.180.218.5
Category: Thuật ngữ đời thường