Hvad er superleder: Typer, materialer og egenskaber

Der er to typer materialer som metaller såvel som isolatorer. Metaller tillader strømmen af ​​elektroner og bærer elektrisk ladning med sig som sølv, kobber osv. Mens isolatorer holder elektroner, og de tillader ikke strømmen af ​​elektroner som træ, gummi osv. I det 20. århundrede blev nye laboratoriemetoder udviklet af fysikere til at afkøle materialer til nul temperatur. Han begyndte at undersøge nogle elementer for at vide, hvordan elektricitet vil blive ændret under sådanne forhold som bly og kviksølv, da de leder elektricitet under en bestemt temperatur uden modstand. De har opdaget den samme adfærd i flere forbindelser som fra keramik til kulstofnanorør. Denne artikel diskuterer en oversigt over superlederen.

Hvad er superleder?

Definition: Et materiale, der kan lede elektricitet uden modstand, er kendt som en superleder. I de fleste tilfælde tilbyder metalliske elementer i nogle materialer som forbindelser ellers en vis grad af modstand ved stuetemperatur, skønt de tilbyder lav modstand ved en temperatur kaldes dens kritiske temperatur.

superleder

Elektronerne strømmer fra atom til atom udføres ofte ved hjælp af visse materialer, når de når den kritiske temperatur, derfor kan materialet kaldes superledende materiale. Disse er anvendt i mange områder som magnetisk resonansbilleddannelse og medicinsk videnskab. De fleste af de tilgængelige materialer på markedet er ikke superledende. Så de skal være i en meget lav energitilstand for at blive superledende. Nuværende forskning fokuserer på udvikling af forbindelser til at udvikle sig til superledende ved høje temperaturer.

Typer af superledere

Superledere er klassificeret i to typer, nemlig type I og type II.

typer superledere

Type-I superleder

Denne form for superleder inkluderer grundlæggende ledende dele, og disse bruges i forskellige områder fra elektrisk kabler til mikrochips på computeren. Disse typer superledere mister deres superledningsevne meget enkelt, når den placeres i magnetfeltet ved det kritiske magnetfelt (Hc). Derefter bliver det som en dirigent. Disse typer af halvledere er også navngivet som bløde superledere på grund af tabet af superledningsevne. Disse superledere adlyder Meissner-effekten fuldstændigt. Det eksempler på superleder er zink og aluminium.

Type II superleder

Denne form for superleder vil miste deres superledningsevne langsomt, men ikke blot da den er arrangeret inden i det udvendige magnetfelt. Når vi observerer den grafiske repræsentation mellem magnetisering vs. magnetfeltet, når den anden type halvleder placeres inden i et magnetfelt, mister den langsomt sin superledningsevne.

Denne form for halvledere vil miste deres superledningsevne på det mindre signifikante magnetfelt og falde helt deres superledningsevne ved det højere kritiske magnetfelt. Tilstanden mellem det mindre kritiske magnetfelt og det højere kritiske magnetfelt kaldes en mellemtilstand ellers hvirvelstatus.

Denne type halvleder er også navngivet som hårde superledere på grund af grunden til at de mister deres superledningsevne langsomt, men ikke blot. Disse halvledere vil adlyde effekten af ​​Meissner, men ikke helt. De bedste eksempler på disse er NbN og Babi3. Disse superledere kan anvendes til stærke felt-superledende magneter.

Superledningsevne Materialer

Vi ved, at der er mange materialer til rådighed, hvor nogle af dem vil superledes. Eksklusive kviksølv er de originale superledere metaller, halvledere osv. Hvert andet materiale bliver til en superleder ved lidt forskellig temperatur

Hovedproblemet ved at bruge de fleste af disse materialer er, at de vil superledes i et par grader af fuldstændig nul. Dette betyder enhver fordel, du opnår ved den manglende modstand, du næsten helt sikkert mister ved at inkludere nedkøling inden for det primære sted.

Kraftværket, der får elektricitet til dit hjem i nedadgående, så superledende ledninger vil lyde glimrende. Så det vil spare enorme mængder udtømt energi. Men hvis du vil køle store dele og alle transmissionstrådene i anlægget for at fuldføre nul, spilder du sandsynligvis mere energi.

Egenskaber for superleder

De superledende materialer viser nogle fantastiske egenskaber, som er vigtige for den nuværende teknologi. Undersøgelsen af ​​disse egenskaber fortsætter med at genkende og udnytte disse egenskaber i forskellige områder, der er anført nedenfor.

• Uendelig ledningsevne / nul elektrisk modstand
• Meissner-effekt
• Overgangstemperatur / kritisk temperatur
• Josephson strømme
• Kritisk strøm
• Vedvarende strømme

Uendelig ledningsevne / nul elektrisk modstand

I tilstanden Superledende illustrerer det superledende materiale nul elektrisk modstand. Når materialet afkøles under overgangstemperaturen, reduceres dets modstand pludselig til nul. For eksempel viser kviksølv nul modstand under 4k.

Meissner-effekt

Når en superleder afkøles under den kritiske temperatur, tillader det ikke magnetfeltet at gå igennem den. Denne forekomst i superledere er kendt som Meissner-effekten.

Overgangstemperatur

Denne temperatur er også kendt som kritisk temperatur. Når den kritiske temperatur i et superledende materiale ændrer den ledende tilstand fra normal til superledende.

Josephson Strøm

Hvis de to superledere er opdelt ved hjælp af tyndfilm i isolerende materiale, danner det et kryds med lav modstand mod at finde elektronerne med kobberpar. Det kan tunnel fra den ene overflade af krydset til den anden overflade. Så strømmen på grund af strømmen af ​​cooper-par er kendt som Josephson Current.

Kritisk strøm

Når strømmen leveres gennem en chauffør under betingelse af superledende, så kan der udvikles et magnetfelt. Hvis strømmen stiger ud over en bestemt hastighed, kan magnetfeltet forbedres, hvilket svarer til den kritiske værdi af lederen, hvormed dette vender tilbage til sin sædvanlige tilstand. Strømmen af ​​strømværdien er kendt som den kritiske strøm.

Vedvarende strømme

Hvis en superlederring er anbragt i et magnetfelt over dens kritiske temperatur, skal superlederringen på nuværende tidspunkt afkøles under dens kritiske temperatur. Hvis vi eliminerer dette felt, kan strømmen af ​​strøm induceres inden i ringen på grund af dets selvinduktans. Fra Lenz-loven modsætter den inducerede strøm den ændring inden for flux, der strømmer gennem ringen. Når ringen placeres i en superledende tilstand, vil strømmen af ​​strømmen blive induceret til at fortsætte strømmen af ​​strømmen navngivet som den vedvarende strøm. Denne strøm genererer en magnetisk flux for at få fluxen til at strømme gennem den konstante ring.

Forskel mellem halvleder og superleder

Forskellen mellem halvleder og superleder diskuteres nedenfor.

Anvendelser af superledere

Anvendelserne af superledere inkluderer følgende.

• Disse bruges i generatorer, partikelacceleratorer, transport, elektriske motorer , computing, medicinsk, kraftoverførsel , etc.
• Superledere, der hovedsageligt bruges til at skabe kraftige elektromagneter i MR-scannere. Så disse bruges til at opdele. De kan også bruges til at adskille magnetiske og ikke-magnetiske materialer
• Denne leder bruges til at transmittere strøm over lange afstande
• Anvendes i hukommelse eller lagringselementer.

Ofte stillede spørgsmål

1). Hvorfor skal superledere være kolde?

Energiudvekslingen vil gøre materialet varmere. Så ved at gøre halvlederen kold, kræves der en mindre mængde energi for at banke elektronerne ca.

2). Er guld en superleder?

De bedste ledere ved stuetemperatur er guld, kobber og sølv bliver slet ikke superledende.

3). Er en superleder ved stuetemperatur mulig?

En superleder ved stuetemperatur kan vises superledningsevne ved temperaturer omkring 77 grader Fahrenheit

4). Hvorfor er der ingen modstand i superledere?

I en superleder er den elektrisk modstand falder uventet til nul på grund af atomernes vibrationer og mangler skal forårsage modstand inden i materialet, mens elektronerne bevæger sig igennem det

5). Hvorfor er en superleder en perfekt Diamagnet?

Når superledende materiale holdes inden for et magnetfelt, skubber det magnetfluxen ud af kroppen. Når det afkøles under den kritiske temperatur, viser det ideel diamagnetisme.

Således handler det kun om en oversigt over superlederen. En superleder kan lede elektricitet ellers overføre elektroner fra et atom til et andet uden modstand. Her er et spørgsmål til dig, hvad er eksemplerne på en superleder?
.