Есть два типа материалов, таких как металлы и изоляторы. Металлы позволяют течь электронам и переносят с собой электрический заряд, например серебро, медь и т. Д., Тогда как изоляторы удерживают электроны, и они не позволяют течь электронам, как дерево, резина и т. Д. В 20-м веке новые лабораторные методы были разработаны физики охладить материалы до нулевой температуры. Он начал исследовать некоторые элементы, чтобы узнать, как электричество будут изменены в таких условиях, как свинец и ртуть, поскольку они проводят электричество при определенной температуре без сопротивления. Они обнаружили такое же поведение в нескольких соединениях, например, от керамики до углеродных нанотрубок. В этой статье обсуждается обзор сверхпроводника.

Что такое сверхпроводник?

Определение: Материал, который может проводить электричество без сопротивления, известен как сверхпроводник. В большинстве случаев в некоторых материалах, таких как соединения, металлические элементы в остальном обладают некоторым сопротивлением при комнатной температуре, хотя и имеют низкое сопротивление при температуре окружающей среды. температура называется его критической температурой.

сверхпроводник

Поток электронов от атома к атому часто осуществляется с использованием определенных материалов после достижения критической температуры, поэтому материал можно назвать сверхпроводящим материалом. Они используются во многих областях, таких как магнитно-резонансная томография и медицина. Большинство материалов, доступных на рынке, не являются сверхпроводящими. Поэтому они должны быть в состоянии с очень низкой энергией, чтобы превратиться в сверхпроводящие. Текущие исследования сосредоточены на разработке соединений, которые превращаются в сверхпроводящие при высоких температурах.

Типы сверхпроводников

Сверхпроводники подразделяются на два типа: тип I и тип II.

типы сверхпроводников

Сверхпроводник типа I

Этот вид сверхпроводника включает в себя основные проводящие части, которые используются в различных областях, от электрических кабелей до микрочипов на компьютере. Эти типы сверхпроводников очень просто теряют свою сверхпроводимость, когда они помещаются в магнитное поле с критическим магнитным полем (Hc). После этого он станет похож на дирижера. Эти типы полупроводники также называются мягкими сверхпроводниками из-за потери сверхпроводимости. Эти сверхпроводники полностью подчиняются эффекту Мейснера. В примеры сверхпроводников Цинк и алюминий.

Сверхпроводник II типа

Этот вид сверхпроводника будет терять свою сверхпроводимость медленно, но не просто так, как он находится во внешнем магнитном поле. Когда мы наблюдаем графическое представление зависимости намагниченности от магнитного поля, когда полупроводник второго типа помещается в магнитное поле, он медленно теряет свою сверхпроводимость.

“объяснение переменного и постоянного тока ”

Полупроводники этого типа начнут терять свою сверхпроводимость в менее значительном магнитном поле и полностью потеряют свою сверхпроводимость при более высоком критическом магнитном поле. Состояние между более слабым критическим магнитным полем и более высоким критическим магнитным полем называется промежуточным состоянием, иначе состоянием вихря.

Этот тип полупроводников также называют жесткими сверхпроводниками из-за того, что они теряют свою сверхпроводимость медленно, а не просто. Эти полупроводники будут подчиняться эффекту Мейснера, но не полностью. Лучшими примерами из них являются NbN и Babi3. Эти сверхпроводники применимы для создания сверхпроводящих магнитов с сильным полем.

Материалы сверхпроводимости

Мы знаем, что существует множество материалов, некоторые из которых будут сверхпроводящими. За исключением ртути, исходные сверхпроводники - это металлы, полупроводники и т. Д. Любой материал превратится в сверхпроводник при немного разной температуре.

Основная проблема, связанная с использованием большинства этих материалов, заключается в том, что они будут иметь сверхпроводимость при нескольких степенях полного нуля. Это означает, что любую выгоду, которую вы получите от отсутствия сопротивления, вы почти наверняка потеряете, если включите охлаждение в основном месте.

Электростанция, доставляющая электричество в ваш дом по нисходящим сверхпроводящим проводам, будет очень шумно. Таким образом, это сэкономит огромное количество истощенной энергии. Однако, если вы хотите охладить огромные детали и все провода передачи на установке до нуля, возможно, вы потратите больше энергии.

Свойства сверхпроводника

Сверхпроводящие материалы демонстрируют удивительные свойства, которые необходимы для современных технологий. Исследования этих свойств все еще продолжаются, чтобы распознать и использовать эти свойства в различных областях, перечисленных ниже.

Бесконечная проводимость / нулевое электрическое сопротивление
Эффект Мейснера
Температура перехода / критическая температура
Джозефсоновские течения
Критический ток
Постоянные токи

Бесконечная проводимость / нулевое электрическое сопротивление

В состоянии сверхпроводимости сверхпроводящий материал демонстрирует нулевое электрическое сопротивление. Когда материал охлаждается до температуры перехода, его сопротивление внезапно снижается до нуля. Например, Меркурий показывает нулевое сопротивление ниже 4k.

Эффект Мейснера

Когда сверхпроводник охлаждается до критической температуры, он не позволяет магнитному полю проходить в нем. Это явление в сверхпроводниках известно как эффект Мейснера.

Температура перехода

Эта температура также известна как критическая температура. Когда критическая температура сверхпроводящего материала меняет проводящее состояние с нормального на сверхпроводящее.

Джозефсон Текущий

Если два сверхпроводника разделить с помощью тонкой пленки в изоляционном материале, то он образует соединение с низким сопротивлением, чтобы найти электроны с медной парой. Он может туннелировать от одной поверхности стыка к другой поверхности. Таким образом, ток из-за потока медных пар известен как ток Джозефсона.

Критический ток

Когда ток подается через Водитель при условии сверхпроводимости может развиваться магнитное поле. Если ток увеличивается сверх определенной скорости, то магнитное поле может усиливаться, что эквивалентно критическому значению проводника, при котором оно возвращается в свое обычное состояние. Поток текущего значения известен как критический ток.

Постоянные токи

Если сверхпроводящее кольцо расположено в магнитном поле выше его критической температуры, в настоящее время сверхпроводящее кольцо охлаждают до его критической температуры. Если исключить это поле, то внутри кольца может возникнуть ток из-за его самоиндукции. Согласно закону Ленца, индуцированный ток препятствует изменению потока, протекающего через кольцо. Когда кольцо помещается в сверхпроводящее состояние, тогда поток тока будет индуцироваться для продолжения потока тока, называемого постоянным током. Этот ток генерирует магнитный поток, заставляющий его течь через постоянное кольцо.

“для чего используются насосы ”

Разница между полупроводником и сверхпроводником

Разница между полупроводником и сверхпроводником обсуждается ниже.

Полупроводник	Сверхпроводник
Удельное сопротивление полупроводника конечно	Удельное сопротивление сверхпроводника равно нулевому удельному электрическому сопротивлению.
При этом отталкивание электронов приводит к конечному сопротивлению.	При этом притяжение электронов приводит к потере удельного сопротивления.
Сверхпроводники не обладают идеальным диамагнетизмом	Сверхпроводники демонстрируют идеальный диамагнетизм
Энергетическая щель сверхпроводника составляет порядка нескольких эВ.	Энергетическая щель сверхпроводников составляет порядка 10 ^ -4 эВ.
Квантование потока в сверхпроводниках составляет 2е единиц.	Единица измерения сверхпроводника - эл.

Применение сверхпроводника

Области применения сверхпроводников включают следующее.

Они используются в генераторах, ускорителях частиц, транспорте, электродвигатели , вычислительная, медицинская, передача энергии , так далее.
Сверхпроводники в основном используются для создания мощных электромагнитов в сканерах МРТ. Итак, они используются для разделения. Их также можно использовать для разделения магнитных и немагнитных материалов.
Этот проводник используется для передачи энергии на большие расстояния.
Используется в памяти или элементах хранения.

FAQs

1). Почему сверхпроводники должны быть холодными?

Обмен энергии сделает материал более горячим. Таким образом, делая полупроводник холодным, требуется меньшее количество энергии, чтобы примерно сбить электроны.

2). Золото - это сверхпроводник?

Лучшие проводники при комнатной температуре - золото, медь и серебро вообще не превращаются в сверхпроводящие.

3). Возможен ли сверхпроводник при комнатной температуре?

Сверхпроводник при комнатной температуре способен показывать сверхпроводимость при температуре около 77 градусов по Фаренгейту

“что такое квадратурная фазовая манипуляция ”

4). Почему в сверхпроводниках нет сопротивления?

В сверхпроводнике электрическое сопротивление неожиданно падает до нуля из-за колебаний и дефектов атомов, должно вызывать сопротивление внутри материала, пока электроны проходят через него

5). Почему сверхпроводник - идеальный диамагнетик?

Когда сверхпроводящий материал находится в магнитном поле, он выталкивает магнитный поток из своего тела. При охлаждении ниже критической температуры он показывает идеальный диамагнетизм.

Таким образом, это все о сверхпроводнике. Сверхпроводник может проводить электричество, иначе переносить электроны от одного атома к другому без сопротивления. Вот вам вопрос, какие примеры сверхпроводника?
.