Suprajohde vs täydellinen kapellimestari
Suprajohteet ja täydelliset johtimet ovat kaksi elektroniikassa yleisesti käytettyä termiä. Nämä kaksi ilmiötä ymmärretään yleensä väärin yhdeksi. Tämä artikkeli yrittää poistaa väärinkäsityksen esittämällä yhtäläisyyksiä ja eroja suprajohteen ja täydellisen johtimen välillä.
Mikä on täydellinen kapellimestari?
Materiaalin johtavuus on suoraan yhteydessä materiaalin resistiivisuuteen. Resistanssi on perusominaisuus sähkön ja elektroniikan alalla. Kvalitatiivisen määritelmän resistanssi kertoo meille, kuinka vaikeaa sähkövirran on kulkea. Kvantitatiivisessa mielessä kahden pisteen välinen resistanssi voidaan määritellä jännite-eroksi, joka vaaditaan yksikkövirran viemiseksi määritellyissä kahdessa pisteessä. Sähkövastus on sähkönjohtavuuden käänteisarvo. Kohteen resistanssi määritellään kohteen ylittävän jännitteen ja sen läpi kulkevan virran suhteena. Johtimen vastus riippuu väliaineessa olevien vapaiden elektronien määrästä. Puolijohteen resistanssi riippuu enimmäkseen käytettyjen seostusatomien määrästä (epäpuhtauspitoisuus). Järjestelmän vastus vaihtovirralle on erilainen kuin tasavirralle. Siksi termi impedanssi otetaan käyttöön AC-resistanssilaskelmien helpottamiseksi. Ohmin laki on yksittäinen vaikutusv altaisin laki, kun keskustelun aiheen vastus on. Siinä todetaan, että tietyssä lämpötilassa kahden pisteen jännitteen suhde näiden pisteiden läpi kulkevaan virtaan on vakio. Tämä vakio tunnetaan näiden kahden pisteen välisenä resistanssina. Resistanssi mitataan ohmeina. Täydellinen johdin on materiaali, jonka resistanssi on nolla kaikissa olosuhteissa. Täydellinen johdin ei vaadi mitään ulkoista tekijää täydellisen johtavuuden ylläpitämiseksi. Täydellinen johtavuus on käsitteellinen tilanne, jota joskus käytetään helpottamaan laskelmia ja suunnitelmia, joissa ominaisvastus on mitätön.
Mikä on suprajohde?
Suprajohtavuuden löysi Heike Kamerlingh Onnes vuonna 1911. Se on ilmiö, jossa ominaisvastus on täsmälleen nolla, kun materiaali on tietyn ominaislämpötilan alla. Suprajohtavuus voidaan havaita vain tietyissä materiaaleissa. Teoriassa, jos materiaali on suprajohtavaa, materiaalin sisällä ei voi olla magneettikenttää. Tämä voidaan havaita Meissner-ilmiöllä, joka on magneettikenttälinjojen täydellinen poistuminen materiaalin sisältä materiaalin siirtyessä suprajohtavaan tilaan. Suprajohtavuus on kvanttimekaaninen ilmiö ja suprajohteen tilan selittämiseen tarvitaan kvanttimekaniikan tuntemusta. Suprajohteen kynnyslämpötila tunnetaan kriittisenä lämpötilana. Kun materiaalin lämpötilaa lasketaan kriittisen lämpötilan yli, materiaalin vastus putoaa äkillisesti nollaan. Suprajohteiden kriittiset lämpötilat ovat yleensä alle 10 kelviniä. Äskettäin löydettyjen korkean lämpötilan suprajohteiden kriittiset lämpötilat voivat olla jopa 130 Kelviniä tai enemmän.
Mitä eroa on suprajohteen ja Perfect Conductorin välillä?
• Suprajohtavuus on tosielämässä esiintyvä ilmiö, kun taas täydellinen johtavuus on oletus, joka on tehty laskelmien helpottamiseksi.
• Täydellisillä johtimilla voi olla mikä tahansa lämpötila, mutta suprajohteita on vain materiaalin kriittisen lämpötilan alapuolella.
