Det er to typer materialer som metaller samt isolatorer. Metaller tillater strøm av elektroner og bærer elektrisk ladning med seg som sølv, kobber osv. Mens isolatorer holder elektroner, og de tillater ikke strøm av elektroner som tre, gummi osv. I det 20. århundre ble nye laboratoriemetoder utviklet av fysikere for å avkjøle materialer til null temperatur. Han begynte å undersøke noen elementer for å vite hvordan elektrisitet vil bli endret under slike forhold som bly og kvikksølv, da de leder strøm under en viss temperatur uten motstand. De har oppdaget den samme oppførselen i flere forbindelser som fra keramikk til karbonnanorør. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over superlederen.
Hva er Superconductor?
Definisjon: Et materiale som kan lede elektrisitet uten motstand er kjent som en superleder. I de fleste tilfeller gir metalliske elementer i noen materialer som forbindelser en viss grad av motstand ved romtemperatur, selv om de gir lav motstand ved en temperatur kalles dens kritiske temperatur.
superleder
Elektronene som flyter fra atom til atom gjøres ofte ved å bruke visse materialer når de når den kritiske temperaturen, derfor kan materialet kalles superledende materiale. Disse brukes i mange felt som magnetisk resonansavbildning og medisinsk vitenskap. De fleste av materialene som er tilgjengelige i markedet er ikke superledende. Så de må være i en veldig lav energitilstand for å bli superledende. Nåværende forskning fokuserer på utvikling av forbindelser for å utvikle seg til superledende ved høye temperaturer.
Typer superledere
Superledere er klassifisert i to typer, nemlig type I og type II.
typer superledere
Type-I superleder
Denne typen superledere inkluderer grunnleggende ledende deler, og disse brukes i forskjellige felt fra elektrisk kabling til mikrochips på datamaskinen. Disse typer superledere mister superledningen veldig enkelt når den plasseres i magnetfeltet ved det kritiske magnetfeltet (Hc). Etter det blir det som en dirigent. Disse typer halvledere blir også kalt myke superledere på grunn av tap av superledningsevne. Disse superledere adlyder Meissner-effekten helt. De eksempler på superleder er sink og aluminium.
Type II superleder
Denne typen superleder vil miste sin superledningsevne sakte, men ikke bare når den er ordnet i det ytre magnetfeltet. Når vi observerer den grafiske representasjonen mellom magnetisering mot magnetfeltet, når den andre typen halvleder er plassert i et magnetfelt, vil den miste sin superledningsevne sakte.
Denne typen halvledere vil begynne å miste superledningsevnen på det mindre betydningsfulle magnetfeltet og helt slippe superledningen ved det høyere kritiske magnetfeltet. Tilstanden mellom det lettere kritiske magnetfeltet og det høyere kritiske magnetfeltet kalles en mellomtilstand ellers vortex-tilstand.
Denne typen halvleder blir også kalt harde supraledere på grunn av årsaken til at de mister superledningen sakte, men ikke bare. Disse halvlederne vil adlyde effekten av Meissner, men ikke helt. De beste eksemplene på disse er NbN og Babi3. Disse superledere er anvendbare for sterke felt superledende magneter.
Superledningsevne Materialer
Vi vet at det er mange tilgjengelige materialer der noen av dem vil lede super. Med unntak av kvikksølv er de originale superledere metaller, halvledere osv. Hvert annet materiale vil bli en superleder ved litt variert temperatur
Hovedproblemet ved å bruke de fleste av disse materialene er at de vil superledes i noen få grader med fullstendig null. Dette betyr at enhver fordel du oppnår ved mangel på motstand du nesten helt sikkert mister fra å inkludere nedkjøling av dem på det primære stedet.
Kraftverket som skaffer strøm til hjemmet ditt i nedadgående, så superledende ledninger vil lyde strålende. Så det vil spare enorme mengder oppbrukt energi. Imidlertid, hvis du vil avkjøle store deler og alle overføringstrådene i anlegget for å fullføre null, vil du sannsynligvis kaste bort mer energi.
Egenskaper til superleder
De superledende materialene viser noen fantastiske egenskaper som er essensielle for dagens teknologi. Forskningen på disse egenskapene fortsetter å gjenkjenne og utnytte disse egenskapene i forskjellige felt som er oppført nedenfor.
- Uendelig ledningsevne / null elektrisk motstand
- Meissner-effekt
- Overgangstemperatur / kritisk temperatur
- Josephson Strømmer
- Kritisk strøm
- Vedvarende strømmer
Uendelig ledningsevne / null elektrisk motstand
I superledende tilstand illustrerer det superledende materialet null elektrisk motstand. Når materialet blir avkjølt under overgangstemperaturen, vil dets motstand plutselig bli redusert til null. For eksempel viser kvikksølv null motstand under 4k.
Meissner-effekt
Når en superleder avkjøles under den kritiske temperaturen, tillater det ikke magnetfeltet å gå gjennom den. Denne forekomsten i superledere er kjent som Meissner-effekten.
Overgangstemperatur
Denne temperaturen er også kjent som kritisk temperatur. Når den kritiske temperaturen til et superledende materiale endrer ledende tilstand fra normal til superledende.
Josephson Current
Hvis de to superlederne deles ved hjelp av tynnfilm i isolasjonsmateriale, danner det et kryss med lav motstand for å finne elektronene med kobberpar. Det kan tunnel fra den ene overflaten av krysset til den andre overflaten. Så strømmen på grunn av strømmen av cooper-par er kjent som Josephson Current.
Kritisk strøm
Når strømmen tilføres gjennom en sjåfør under betingelse av superledende, så kan et magnetfelt utvikles. Hvis strømstrømmen øker utover en viss hastighet, kan magnetfeltet forbedres, noe som tilsvarer den kritiske verdien til lederen som denne går tilbake til sin vanlige tilstand. Strømmen av nåværende verdi er kjent som den kritiske strømmen.
Vedvarende strømmer
Hvis en superlederring er anordnet i et magnetfelt over den kritiske temperaturen, må du for øyeblikket avkjøle superlederringen under dens kritiske temperatur. Hvis vi eliminerer dette feltet, kan strømmen induseres i ringen på grunn av dets selvinduktans. Fra Lenz-loven motvirker den induserte strømmen endringen i strømmen som strømmer gjennom ringen. Når ringen er plassert i en superledende tilstand, vil strømmen bli indusert for å fortsette strømmen, blir kalt den vedvarende strømmen. Denne strømmen genererer en magnetisk strøm for å få strømmen til å strømme gjennom den konstante ringen.
Forskjellen mellom halvleder og superleder
Forskjellen mellom halvleder og superleder er diskutert nedenfor.
| Halvleder | Superleder |
| Motstanden til halvlederen er endelig | Motstanden til en superleder er null elektrisk motstand |
| I dette fører elektronavstøtning til endelig motstand. | I dette fører elektronattraksjon til tap av motstand |
| Superledere viser ikke perfekt diamagnetisme | Superledere viser perfekt diamagnetisme |
| Energigapet til en superleder er i størrelsesorden noen få eV.
| Energigapet til superledere er i størrelsesorden 10 ^ -4 eV. |
| Fluxkvantisering i superledere er 2e enheter. | Enheten til en superleder er f.eks. |
Anvendelser av Super Conductor
Anvendelsene av superledere inkluderer følgende.
- Disse brukes i generatorer, partikkelakseleratorer, transport, elektriske motorer , databehandling, medisinsk, kraftoverføring , etc.
- Superledere som hovedsakelig brukes til å lage kraftige elektromagneter i MR-skannere. Så disse brukes til å dele. De kan også brukes til å skille magnetiske og ikke-magnetiske materialer
- Denne lederen brukes til å overføre kraft over lange avstander
- Brukes i minne eller lagringselementer.
Vanlige spørsmål
1). Hvorfor må superledere være kalde?
Energibytte vil gjøre materialet varmere. Så ved å gjøre halvlederen kald, er det en mindre mengde energi som kreves for å banke elektronene omtrent.
2). Er gull en superleder?
De beste lederne ved romtemperatur er gull, kobber og sølv blir ikke superledende i det hele tatt.
3). Er en superleder ved romtemperatur mulig?
En superleder ved romtemperatur kan vises superledningsevne ved temperaturer rundt 77 grader Fahrenheit
4). Hvorfor er det ingen motstand i superledere?
I en superleder, er elektrisk motstand faller uventet til null på grunn av atomers vibrasjoner og mangler må forårsake motstand i materialet mens elektronene beveger seg gjennom det
5). Hvorfor er en superleder en perfekt Diamagnet?
Når superledende materiale holdes innenfor et magnetfelt, skyver det magnetfluksen ut av kroppen. Når den er avkjølt under den kritiske temperaturen, viser den ideell diamagnetisme.
Dermed handler alt om en oversikt over superlederen. En superleder kan lede elektrisitet ellers overføre elektroner fra ett atom til et annet uten motstand. Her er et spørsmål til deg, hva er eksemplene på en superleder?
.
