Wat is supergeleider: soorten, materialen en eigenschappen

Er zijn twee soorten materialen, zoals metalen en isolatoren. Metalen laten de stroom van elektronen toe en dragen elektrische lading met zich mee zoals zilver, koper, enz., Terwijl isolatoren elektronen vasthouden en ze de stroom van elektronen zoals hout, rubber enz. Niet toelaten. In de 20e eeuw werden nieuwe laboratoriummethoden ontwikkeld door natuurkundigen om materialen tot nul te koelen. Hij begon een aantal elementen te onderzoeken om te weten hoe de elektriciteit zullen worden veranderd in omstandigheden zoals lood en kwik, omdat ze elektriciteit onder een bepaalde temperatuur zonder weerstand geleiden. Ze hebben hetzelfde gedrag ontdekt in verschillende verbindingen, zoals van keramiek tot koolstofnanobuisjes. Dit artikel bespreekt een overzicht van de supergeleider.

Wat is supergeleider?

Definitie: Een materiaal dat elektriciteit zonder weerstand kan geleiden, staat bekend als een supergeleider. In de meeste gevallen bieden in sommige materialen, zoals verbindingen, anders metalen elementen een zekere mate van weerstand bij kamertemperatuur, hoewel ze een lage weerstand bieden bij een temperatuur- heet de kritische temperatuur.

supergeleider

De elektronen stromen van atoom naar atoom wordt vaak gedaan met behulp van bepaalde materialen zodra ze de kritische temperatuur hebben bereikt, daarom kan het materiaal supergeleidend materiaal worden genoemd. Deze worden op tal van gebieden gebruikt, zoals magnetische resonantiebeeldvorming en medische wetenschap. De meeste materialen die op de markt verkrijgbaar zijn, zijn niet supergeleidend. Ze moeten dus in een zeer lage energietoestand zijn om supergeleidend te worden. Huidig ​​onderzoek richt zich op de ontwikkeling van verbindingen om zich bij hoge temperaturen tot supergeleidend te ontwikkelen.

Soorten supergeleiders

Supergeleiders worden ingedeeld in twee typen, namelijk type-I en type-II.

soorten supergeleiders

Type-I supergeleider

Dit soort supergeleider bevat basis geleidende onderdelen en deze worden op verschillende gebieden gebruikt, van elektrische bekabeling tot microchips op de computer. Dit soort supergeleiders verliezen hun supergeleiding heel eenvoudig wanneer ze in het magnetische veld bij het kritische magnetische veld (Hc) worden geplaatst. Daarna wordt het een soort dirigent. Deze soorten halfgeleiders worden ook wel zachte supergeleiders genoemd vanwege het verlies van supergeleiding. Deze supergeleiders volgen het Meissner-effect volledig. De supergeleider voorbeelden zijn zink en aluminium.

Type-II supergeleider

Dit soort supergeleider verliest zijn supergeleiding langzaam, maar niet eenvoudig, aangezien het binnen het uitwendige magnetische veld is aangebracht. Wanneer we de grafische weergave tussen magnetisatie en het magnetische veld bekijken, wanneer de tweede type halfgeleider in een magnetisch veld wordt geplaatst, dan zal deze langzaam zijn supergeleiding verliezen.

Dit soort halfgeleiders zullen hun supergeleiding beginnen te verliezen op het minder significante magnetische veld en hun supergeleiding volledig laten vallen bij het hogere kritische magnetische veld. De toestand tussen het lichtere kritische magnetische veld en het hogere kritische magnetische veld wordt een tussenliggende toestand genoemd, anders vortex-toestand.

Dit type halfgeleider wordt ook wel harde supergeleiders genoemd vanwege de reden dat ze hun supergeleiding langzaam maar niet eenvoudig verliezen. Deze halfgeleiders zullen het effect van Meissner gehoorzamen, maar niet volledig. De beste voorbeelden hiervan zijn NbN en Babi3. Deze supergeleiders zijn toepasbaar voor supergeleidende magneten met een sterk veld.

Supergeleidende materialen

We weten dat er veel materialen beschikbaar zijn waarvan sommige supergeleidend zullen zijn. Met uitzondering van kwik, zijn de originele supergeleiders metalen, halfgeleiders, enz. Elk ander materiaal verandert in een supergeleider bij een beetje verschillende temperatuur

Het grootste probleem bij het gebruik van de meeste van deze materialen is dat ze supergeleidend zullen zijn in een paar graden volledig nul. Dit betekent dat elk voordeel dat u behaalt door het gebrek aan weerstand, u vrijwel zeker verliest door ze op de eerste plaats af te koelen.

De energiecentrale die elektriciteit naar uw huis haalt in neerwaartse, dan supergeleidende draden, zal briljant geluid maken. Het bespaart dus enorme hoeveelheden uitgeputte energie. Als u echter grote onderdelen en alle transmissiedraden in de fabriek wilt koelen tot nul, zult u waarschijnlijk meer energie verspillen.

Eigenschappen van supergeleider

De supergeleidende materialen vertonen verbazingwekkende eigenschappen die essentieel zijn voor de huidige technologie. Het onderzoek naar deze eigenschappen is nog steeds gaande om deze eigenschappen te herkennen en te gebruiken op verschillende gebieden die hieronder worden vermeld.

• Oneindige geleidbaarheid / nul elektrische weerstand
• Meissner-effect
• Overgangstemperatuur / kritische temperatuur
• Josephson Currents
• Kritische stroom
• Aanhoudende stromingen

Oneindige geleidbaarheid / nul elektrische weerstand

In de supergeleidende toestand illustreert het supergeleidende materiaal de elektrische weerstand nul. Wanneer het materiaal wordt afgekoeld tot onder de overgangstemperatuur, wordt de weerstand plotseling tot nul gereduceerd. Mercurius vertoont bijvoorbeeld geen weerstand onder 4k.

Meissner-effect

Als een supergeleider onder de kritische temperatuur wordt afgekoeld, laat hij het magnetische veld er niet doorheen. Dit optreden in supergeleiders staat bekend als het Meissner-effect.

Overgangstemperatuur

Deze temperatuur wordt ook wel kritische temperatuur genoemd. Wanneer de kritische temperatuur van een supergeleidend materiaal de geleidende toestand verandert van normaal naar supergeleidend.

Josephson Current

Als de twee supergeleiders worden verdeeld met behulp van dunne film in isolatiemateriaal, dan vormt het een knooppunt van lage weerstand om de elektronen met het koperpaar te vinden. Het kan van het ene oppervlak van de kruising naar het andere oppervlak tunnelen. Dus de stroom vanwege de stroom van cooper-paren staat bekend als Josephson-stroom.

Kritische stroom

Wanneer de stroom geleverd via een bestuurder onder de voorwaarde van supergeleidend, dan kan een magnetisch veld worden ontwikkeld. Als de stroom boven een bepaalde snelheid toeneemt, kan het magnetische veld worden versterkt, wat overeenkomt met de kritische waarde van de geleider waarbij deze terugkeert naar zijn gebruikelijke toestand. De stroom van huidige waarde staat bekend als de kritische stroom.

Aanhoudende stromingen

Als een supergeleiderring is aangebracht in een magnetisch veld boven zijn kritische temperatuur, koelt de supergeleiderring momenteel af tot onder zijn kritische temperatuur. Als we dit veld elimineren, kan de stroom van stroom binnen de ring worden geïnduceerd vanwege zijn zelfinductie. Volgens de wet van Lenz verzet de geïnduceerde stroom zich tegen de verandering in de flux die door de ring stroomt. Wanneer de ring in een supergeleidende toestand wordt geplaatst, zal de stroom van stroom worden geïnduceerd om de stroom van stroom voort te zetten, wordt de aanhoudende stroom genoemd. Deze stroom genereert een magnetische flux om de flux door de constante ring te laten stromen.

Verschil tussen halfgeleider en supergeleider

Het verschil tussen halfgeleider en supergeleider wordt hieronder besproken.

Toepassingen van Super Conductor

De toepassingen van supergeleiders omvatten de volgende.

• Deze worden gebruikt in generatoren, deeltjesversnellers, transport, elektrische motoren , computers, medisch, krachtoverbrenging , enz.
• Supergeleiders die voornamelijk worden gebruikt voor het maken van krachtige elektromagneten in MRI-scanners. Dus deze worden gebruikt om te verdelen. Ze kunnen ook worden gebruikt om magnetische en niet-magnetische materialen te scheiden
• Deze geleider wordt gebruikt om vermogen over lange afstanden over te brengen
• Gebruikt in geheugen- of opslagelementen.

Veelgestelde vragen

1). Waarom moeten supergeleiders koud zijn?

Door de energie-uitwisseling wordt het materiaal heter. Dus door de halfgeleider koud te maken, is er een kleinere hoeveelheid energie nodig om de elektronen ongeveer te laten kloppen.

2). Is goud een supergeleider?

De beste geleiders bij kamertemperatuur zijn goud, koper en zilver worden helemaal niet supergeleidend.

3). Is een supergeleider bij kamertemperatuur mogelijk?

Een supergeleider bij kamertemperatuur kan laten zien supergeleiding bij temperaturen rond de 77 graden Fahrenheit

4). Waarom is er geen weerstand in supergeleiders?

In een supergeleider is de elektrische weerstand onverwacht zakt naar nul vanwege de trillingen en gebreken van de atomen moet weerstand veroorzaken in het materiaal terwijl de elektronen erdoorheen reizen

5). Waarom is een supergeleider een perfecte Diamagnet?

Wanneer supergeleidend materiaal binnen een magnetisch veld wordt gehouden, duwt het de magnetische flux uit zijn lichaam. Bij afkoeling onder de kritische temperatuur vertoont het een ideaal diamagnetisme.

Dit gaat dus allemaal over een overzicht van de supergeleider. Een supergeleider kan elektriciteit geleiden, anders kunnen elektronen zonder weerstand van het ene atoom naar het andere worden overgebracht. Hier is een vraag voor jou, wat zijn de voorbeelden van een supergeleider?
​