Chcete vědět, jaké jsou supravodivé? Odkud se bere síla k transportu energie? Jaké vlastnosti je činí vhodnými pro elektrony, aby cirkulovaly s nejmenším odporem? Zůstaňte s námi a vězte o tom vše.
L supravodivé, ať už umělého nebo přírodního původu, mohou být dvojího druhu, to bude záviset na tom, zda mají či nemají schopnost přenášet elektřinu. Na jedné straně jsou to tzv. vodiče, mezi které patří kovy jako měď (Cu), stříbro (Ag) a zlato (Au). Tyto kovy jsou propustné pro elektrony, protože mohou volně cirkulovat a přenášet s sebou elektrický náboj.
Na druhé straně třída materiálů, které se nazývají izolanty, jako je tomu u dřeva nebo pryže, které brání přenosu elektronů a přenosu toku elektrického proudu jejich těly.
supravodivé materiály
Přestože jsou kovy obvykle dobrými vodiči energie, kinetická energie obsažená v neustálém toku elektronů způsobuje, že atomy materiálu, který působí jako vodič, vibrují a srážejí se s nimi, což vede ke zvýšení teploty v kovu. vodič, který současně zvyšuje svůj odpor vůči elektrickému toku, brání jeho normálnímu přenosu, vytváří ztrátu energie ve formě tepla.
Tato tepelná ztráta, o kterou přichází Jouleovo pokračování, není v některých případech žádoucím výsledkem, protože brání dosažení ziskovosti a není praktická. Kvůli tomu několik výzkumníků zaměřilo svou práci na analýzu zázračného dítěte supravodič, jaké jsou supravodivé materiály, a jak je využít ve prospěch lidí a společnosti.
Co je supravodivost?
Supravodivost je název pro vědecký efekt, ke kterému dochází, když vodivý materiál zcela rozptýlí svou schopnost odolávat elektřině a dokáže se udržet na teplotě blízké absolutní nule, což je ekvivalent -237ºC, ale je to teplota, při které je hnací síla materiálu se stává a supravodič Je upravena podle druhu materiálu, o který se jedná. Také znát Planckova kvantová teorie.
Tento jev dostal název kritická teplota nebo teplota přechodu. Tento vztah objevil v roce 1911 na univerzitě v Leidenu nizozemský fyzik HK Onnes, ten samý, kterému byla v následujících dvou letech, v roce 1913, udělena Nobelova cena za fyziku.
Co jsou tedy supravodiče?
Pochopení definice supravodivosti, můžeme odvodit, že a supravodič Jde v podstatě o materiál, který prošel postupem, kterým se výrazně snížila jeho teplota, pro který se běžně používají prvky jako dusík v kapalné formě nebo helium s takovou gradací, že bylo dosaženo mutovat jeho elektrické vlastnosti, zcela eliminuje jeho odolnost vůči přenosu proudu.
Klasifikace supravodičů
L supravodivé materiály Lze je rozdělit do dvou typů:
supravodiče Typ I.
Jsou to ty, které byly zpočátku základními vodivými prvky, protože se obvykle používají k výrobě všech prvků, které jsou nutné k přepravě elektřiny, počínaje elektrickým kabelem a mohou skončit v mikročipu jakéhokoli počítače.
Díky pokrokům a experimentům dnes supravodivé Typ I dosáhl kritických teplot mezi 0.000325ºK a 7.8ºK při standardním tlaku 1 bar nebo 0.986 923 27 atm. Rozličný supravodivé Typ I, kromě toho, že vyžaduje značně nízké teploty, vyžaduje vystavení enormním tlakům.
To se děje se sírou, která vyžaduje teplotu 17ºK, což znamená -256.15ºC, a konstantní tlak 9.3 milionů atm, aby mohla získat kvalitu supravodivosti.
Ale co je opravdu důležité, je, že bylo zjištěno, že padesát procent prvků obsažených v periodické tabulce se může stát supravodiče, pokud jsou dány správné podmínky teploty a tlaku.
supravodiče Typ II
Tato klasifikace se skládá z kovových sloučenin, jako je měď nebo olovo. Faktem je, že tyto prvky zvládají získat povahu supravodivé při teplotách podstatně vyšších, než je požadováno supravodivé Typ I
Studie však pokračují, protože důvod tohoto dramatického nárůstu teploty těchto materiálů nebyl dosud plně objasněn. Při použití standardního tlaku je nejvyšší teplota dosažená sloučeninou, která předpokládá vlastnosti supravodiče, 135ºK, což odpovídá -138ºC, až dosud, a to se stalo supravodivé keramického původu, které se nazývají kupráty.
Charakteristika supravodičů
Vzhledem k nekonečnosti jejich vědeckých a praktických aplikací, tyto supravodivé materiály Ukázalo se, že jsou zvláště ceněny, protože poté, co se jim podařilo zbavit se jejich kapacity elektrického odporu, nedochází k žádnému zahřívacímu efektu a v důsledku toho nedochází k žádné ztrátě energie, takže supravodivé Ukázalo se, že jsou mimořádně účinné.
Teoreticky, pokud je do supravodiče, s nímž byl vytvořen uzavřený obvod, přiveden malý proud, elektřina bude moci nekonečně cirkulovat supravodičem, bez potřeby dalšího zdroje energie, přičemž se supravodivý materiál přemění na nejbližší věc k mechanismu věčného pohybu.
Dalším zajímavým vědeckým závěrem, ke kterému se dospělo jako výsledek experimentování, je, že představuje charakteristickou vlastnost supravodivé že všichni ti, kteří jsou zařazeni do typu I, vypuzují magnetické pole ze svého nitra, což se nazývá Meissnerův jev, a vznikají tak zajímavé a praktické jevy, jako je levitace.
Naopak, supravodivé které patří k typu 2 umožňují průchod magnetického pole skrz ně.
supravodičové aplikace
Ale stále se mi to nepodařilo získat elektrický supravodič dokonalé, takže pro vědce a výzkumníky je cílem získat supravodivý materiál, který může působit při pokojové teplotě a který lze použít ve formě kabelů nebo jakéhokoli jiného spojovacího prvku a navíc, který lze vyrábět při velmi nízké teplotě nízké náklady, což v současnosti představuje velkou výzvu pro moderní vědu.
Pokud by to bylo možné, jeho způsoby použití by byly snadno neomezené. To proto, že v první řadě by se v důsledku toho všechna elektrická zařízení a prvky zefektivnily a bylo by možné dosáhnout značného snížení spotřeby elektrické energie a bylo by možné eliminovat využívání jaderných elektráren k jejímu získávání.
Možné krátkodobé výhody
Další důležité uplatnění je v oblasti medicíny, protože se supravodičem těchto charakteristik by se dal zdokonalit způsob, jakým fungují přístroje pro magnetickou rezonanci (MRI).
Podobně by bylo možné a jednoduché přepravovat elektrickou energii na velké vzdálenosti, aniž by došlo k ztrátě způsobené rozptylem v prostředí, přičemž tato aplikace je zvláště praktická a užitečná v záležitostech souvisejících s obnovitelnými energiemi.
Nakonec pomocí supravodivé Objekty typu I mohou teoreticky levitovat, to znamená, že zůstávají ve vzduchu bez jakéhokoli typu podpory, a toho je dosaženo pomocí supravodivé magnety, s nimiž by tyto materiály mohly ustoupit vylepšením v dopravních systémech, aby byly rychlejší a efektivnější a také šetrné k životnímu prostředí, jako by tomu mohlo být v případě vysokorychlostních vlaků.
Budoucnost supravodivosti
Je pravda, že některé technologie dnes souvisí s supravodivé Pravděpodobně ještě nepřekročily rámec pouhého nápadu nebo skici, ale úsilí, které do toho výzkumníci a vědci vložili, nelze upřít.
Zveme vás také k prohlédnutí: Příspěvky Blaise Pascala
Nepopiratelná je také finanční injekce, kterou vlády a univerzity vydělaly, aby se každý den uskutečnil další výzkum a zajistilo se jim místo v tomto vědeckém maratonu, ve kterém ten, kdo dosáhne ideálního výsledku, bude nejen historicky uctíván, ale to se podaří stát se pilířem budoucího vývoje a pokroku lidstva.