什么是超导体:类型,材料和性质

有两种类型的材料如金属和绝缘体。金属允许电子流动,使其携带电荷,如银,铜等,而绝缘子保持电子,并且它们不会让电子像木材,橡胶等一样的电流。在20世纪,开发了新的实验室方法物理学家将材料冷却至零温度。他开始调查一些要素来了解如何将在铅和汞等条件下改变,因为它们在不受抵抗的情况下在一定的温度下进行电力。它们在几种化合物中发现了与陶瓷到碳纳米管的相同行为。本文讨论了超导体的概述。

什么是超导体?

定义:可以称为无阻电性的电力的材料被称为超导体。在大多数情况下,在一些材料中,如化合物,否则金属元素在室温下提供一定量的电阻,尽管它们在a处提供低电阻温度被称为其临界温度。


超导体
超导体

一旦获得临界温度,通常使用某些材料从原子到原子的电子流动,因此材料可以称为超导材料。这些是在磁共振成像和医学等众多领域的。市场上的大部分材料都不是超导。因此,它们必须处于非常低的能量状态,以变成超导。目前的研究专注于化合物开发,在高温下发展成超导。

超导体的类型

超导体分为两种类型,即类型-I和Type-II。

超导体类型
超导体类型

I型超导体

这种超导体包括基本导电部件,并且这些超导体在计算机上的电缆上的不同领域中使用。当将其放置在临界磁场(HC)的磁场中时,这些类型的超导体非常简单地失去了超导性。之后,它将变得像一个导体。这些类型半导体由于超导电性损失的原因,也被命名为软超导体。这些超导体完全遵守了Meissner效果。这超导体实施例锌和铝。

II型超导体

这种超导体将缓慢地失去它们的超导性,但不仅仅是因为它被布置在外部磁场内。当我们观察磁化与磁场之间的图形表示时,当第二类型半导体放置在磁场内时,它将缓慢失去其超导性。

这种半导体将开始在较小的显着磁场上失去它们的超导性,并且在更高的临界磁场处完全落下它们的超导性。较小的缩小磁场和更高临界磁场之间的条件称为中间状态,否则涡流状态。

由于它们在缓慢但不仅仅是简单的原因,这种类型的半导体也被称为硬超导体。这些半导体将遵守Meissner但不是完全的影响。这些的最佳例子是NBN和Babi3。这些超导体适用于强场超导磁体。

超导材料

我们知道,其中一些将有很多材料可用。不包括汞,原始超导体是金属,半导体等。每种不同的材料都会在稍差的温度下变成超导体

使用大多数这些材料的主要问题是它们将在几度完全零中超越。这意味着您从缺乏抵抗中实现的任何益处;您几乎肯定会丢失,包括将它们冷却在主要位置。

将电力放入您的家中的电厂然后超导导线将噪音发出光亮。所以它将节约大量的疲惫的能量。但是,如果你想冷却巨大的零件和工厂内的所有传输电线,以完成零,可能会浪费更多的能量。

超导体的属性

超导材料表明了一些对电流技术至关重要的惊人特性。对这些属性的研究仍在继续识别和利用下面列出的各种领域的这些属性。

  • 无限电导率/零电阻
  • Meissner效果
  • 过渡温度/临界温度
  • 约瑟夫森潜行
  • 临界电流
  • 持续的潮流

无限电导率/零电阻

在超导条件下,超导材料说明了零电阻。当材料在其转变温度下冷却时,其电阻将突然降至零。例如,汞在4K下显示零电阻。

Meissner效果

当超导体在临界温度下冷却时,它不允许磁场通过它。这种在超导体中的发生被称为Meissner效应。

过渡温度

该温度也称为临界温度。当超导材料的临界温度正在将导电状态改变为正常到超导。

约瑟夫森潮流

如果两个超导体在绝缘材料中的薄膜的帮助下划分,则它形成低电阻的结,以发现具有铜对的电子。它可以从连接到另一个表面的一个表面隧道隧道。因此,由于库珀对的流量而被称为Josephson电流。

临界电流

当电流提供通过导体在超导条件下,可以开发磁场。如果电流的增加超过一定的速率,则可以提高磁场,这相当于导体的临界值,这返回到其通常情况。电流值的流动称为临界电流。

持续的潮流

如果超导体环布置在其临界温度之上的磁场中,则在本发明的冷却之后在其临界温度下将超导体环上方。如果我们消除该字段,则由于其自感,可以在环内引起电流的流动。从Lenz法律,诱导目前反对流过环的磁通量的变化。当环放置在超导条件下时,将引起电流的流动以继续流动的流动被命名为持续电流。该电流产生磁通量以使磁通在整个恒定环中流动。

半导体和超导体之间的差异

下面讨论半导体和超导体之间的差异。

半导体

超导体

半导体的电阻率是有限的 超导体的电阻率为零电阻率
在此,电子排斥导致有限电阻率。 在此,电子吸引力导致电阻率的损失
超导体没有表现出完美的反抗 超导体表现出完美的反抗
超导体的能隙是几个EV的顺序。

超导体的能隙为10 ^ -4eV的顺序。
超导体中的磁通量化是2E单元。 超导体的单元是e。

超级指挥的应用

超导体的应用包括以下内容。

  • 这些用于发电机,粒子加速器,运输,电动机,计算,医疗,电力传输, 等等。
  • 超导体主要用于在MRI扫描仪中创建强大的电磁铁。所以这些被用来划分。它们还可用于分离磁性和非磁性材料
  • 该导体用于长距离发射功率
  • 用于内存或存储元素。

常见问题解答

1)。为什么超导体必须冷?

能量交换将使材料变热。因此,通过使半导体冷却,需要较少的能量来敲击电子。

2)。金子是超导体吗?

室温下最好的导线是金色,铜和银不会变成超导。

3)。是否可能是室温超导体?

室温下的超导体能够显示超导在温度下为77华氏度约77华氏度

4)。为什么超导者没有阻力?

在超导体中,电阻由于原子的振动和缺陷,原子的振动和缺损在材料通过它的同时,原子的振动和缺陷

5)。为什么超导体是完美的amagnet?

当超导材料保持在磁场内时,它将磁通量从其主体推出。在临界温度下冷却时,它显示出理想的反抗。

因此,这是关于超导体的概述。超导体可以传导电力,以免将电子从一个原子传递到另一个原子而不具有阻力。这是一个问题,超导体的例子是什么?

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