Existem dois tipos de materiais, como metais e isolantes. Os metais permitem o fluxo de elétrons e carregam carga elétrica com eles, como prata, cobre, etc., enquanto os isolantes retêm elétrons e não permitem o fluxo de elétrons como madeira, borracha, etc. No século 20, novos métodos de laboratório foram desenvolvidos por físicos para resfriar materiais à temperatura zero. Ele começou a investigar alguns elementos para saber como o eletricidade serão alterados em condições como chumbo e mercúrio, pois conduzem eletricidade sob uma determinada temperatura sem resistência. Eles descobriram o mesmo comportamento em vários compostos, desde cerâmicas até nanotubos de carbono. Este artigo discute uma visão geral do supercondutor.
O que é supercondutor?
Definição: Um material que pode conduzir eletricidade sem resistência é conhecido como supercondutor. Na maioria dos casos, em alguns materiais, como compostos, de outra forma, os elementos metálicos oferecem alguma resistência à temperatura ambiente, embora ofereçam baixa resistência a um temperatura é chamada de temperatura crítica.
supercondutor
O fluxo de elétrons de átomo a átomo é freqüentemente feito usando certos materiais, uma vez atingida a temperatura crítica, portanto, o material pode ser chamado de material supercondutor. Eles são empregados em vários campos, como imagem por ressonância magnética e ciência médica. A maioria dos materiais disponíveis no mercado não são supercondutores. Portanto, eles devem estar em um estado de energia muito baixa para se tornarem supercondutores. A pesquisa atual está se concentrando no desenvolvimento de compostos para se tornarem supercondutores em altas temperaturas.
Tipos de supercondutores
Os supercondutores são classificados em dois tipos: tipo I e tipo II.
tipos-de-supercondutores
Supercondutor Tipo I
Esse tipo de supercondutor inclui peças condutivas básicas e são utilizadas em diferentes áreas, desde cabeamento elétrico até microchips no computador. Esses tipos de supercondutores perdem sua supercondutividade de forma muito simples quando são colocados no campo magnético no campo magnético crítico (Hc). Depois disso, ele se tornará como um condutor. Esses tipos de semicondutores também são chamados de supercondutores suaves devido ao motivo da perda de supercondutividade. Esses supercondutores obedecem totalmente ao efeito Meissner. O exemplos de supercondutores são zinco e alumínio.
Supercondutor Tipo II
Este tipo de supercondutor perderá sua supercondutividade lentamente, mas não simplesmente porque está arranjado dentro do campo magnético externo. Quando observamos a representação gráfica entre magnetização vs. campo magnético, quando o segundo tipo de semicondutor é colocado dentro de um campo magnético, então ele perde sua supercondutividade lentamente.
Este tipo de semicondutor começará a perder sua supercondutividade no campo magnético menos significativo e perderá totalmente sua supercondutividade no campo magnético crítico superior. A condição entre o campo magnético crítico mais leve e o campo magnético crítico mais alto é chamada de estado intermediário, caso contrário, estado de vórtice.
Este tipo de semicondutor também é denominado supercondutores rígidos devido à perda de sua supercondutividade lenta, mas não simplesmente. Esses semicondutores obedecerão ao efeito de Meissner, mas não totalmente. Os melhores exemplos são NbN e Babi3. Esses supercondutores são aplicáveis para ímãs supercondutores de campo forte.
Materiais de supercondutividade
Sabemos que existem muitos materiais disponíveis onde alguns deles superconduzirão. Excluindo o mercúrio, os supercondutores originais são metais, semicondutores, etc. Cada material diferente se transformará em um supercondutor a uma temperatura um pouco diferente
O principal problema do uso da maioria desses materiais é que eles se superconduzirão em alguns graus de zero completo. Isso significa que qualquer benefício obtido com a falta de resistência você quase certamente perderá por incluir resfriá-los no local principal.
A usina de energia que obtém eletricidade para sua casa em fios descendentes e depois supercondutores terá um ruído brilhante. Portanto, ele conservará uma enorme quantidade de energia exaurida. No entanto, se você quiser resfriar peças enormes e todos os fios de transmissão dentro da planta para zerar, provavelmente desperdiçará mais energia.
Propriedades do supercondutor
Os materiais supercondutores apresentam algumas propriedades surpreendentes que são essenciais para a tecnologia atual. A pesquisa sobre essas propriedades ainda está em andamento para reconhecer e utilizar essas propriedades em vários campos listados abaixo.
- Condutividade infinita / resistência elétrica zero
- Efeito Meissner
- Temperatura de transição / temperatura crítica
- Josephson Currents
- Corrente Crítica
- Correntes persistentes
Condutividade infinita / resistência elétrica zero
Na condição Supercondutor, o material supercondutor ilustra a resistência elétrica zero. Quando o material é resfriado sob sua temperatura de transição, sua resistência é reduzida a zero repentinamente. Por exemplo, Mercúrio mostra resistência zero abaixo de 4k.
Efeito Meissner
Quando um supercondutor é resfriado sob a temperatura crítica, ele não permite que o campo magnético passe por ele. Essa ocorrência em supercondutores é conhecida como efeito Meissner.
Temperatura de transição
Esta temperatura também é conhecida como temperatura crítica. Quando a temperatura crítica de um material supercondutor está mudando o estado de condução de normal para supercondutor.
Josephson Current
Se os dois supercondutores forem divididos com o auxílio de uma película fina em material isolante, então se forma uma junção de baixa resistência para formar os elétrons com o par de cobre. Ele pode criar um túnel de uma superfície da junção para a outra. Portanto, a corrente por causa do fluxo de pares de cobre é conhecida como corrente Josephson.
Corrente Crítica
Quando a corrente fornecida por meio de um motorista sob a condição de supercondutor, então um campo magnético pode ser desenvolvido. Se o fluxo de corrente aumentar além de uma determinada taxa, o campo magnético pode ser aumentado, o que é equivalente ao valor crítico do condutor no qual este retorna à sua condição normal. O fluxo do valor da corrente é conhecido como corrente crítica.
Correntes persistentes
Se um anel supercondutor está disposto em um campo magnético acima de sua temperatura crítica, no momento, resfrie o anel supercondutor sob sua temperatura crítica. Se eliminarmos este campo, o fluxo de corrente pode ser induzido dentro do anel por causa de sua auto-indutância. Pela lei de Lenz, a corrente induzida se opõe à mudança dentro do fluxo que flui através do anel. Quando o anel é colocado em uma condição supercondutora, o fluxo de corrente será induzido a continuar, o fluxo de corrente é denominado corrente persistente. Essa corrente gera um fluxo magnético para fazer com que o fluxo flua através do anel constante.
Diferença entre semicondutor e supercondutor
A diferença entre semicondutor e supercondutor é discutida abaixo.
| Semicondutor | Supercondutor |
| A resistividade do semicondutor é finita | A resistividade de um supercondutor é zero resistividade elétrica |
| Nesse caso, a repulsão de elétrons leva à resistividade finita. | Nesse sentido, a atração de elétrons leva à perda de resistividade |
| Supercondutores não apresentam diamagnetismo perfeito | Supercondutores apresentam diamagnetismo perfeito |
| O gap de energia de um supercondutor é da ordem de alguns eV.
| O gap de energia dos supercondutores é da ordem de 10 ^ -4 eV. |
| A quantização de fluxo em supercondutores é 2e unidades. | A unidade de um supercondutor é e. |
Aplicações do Super Condutor
As aplicações de supercondutores incluem o seguinte.
- Estes são usados em geradores, aceleradores de partículas, transporte, motores elétricos , computação, medicina, transmissão de energia etc.
- Supercondutores usados principalmente para criar eletroímãs poderosos em scanners de ressonância magnética. Então, eles são usados para dividir. Eles também podem ser usados para separar materiais magnéticos e não magnéticos
- Este condutor é usado para transmitir energia para longas distâncias
- Usado em elementos de memória ou armazenamento.
FAQs
1). Por que os supercondutores precisam ser frios?
A troca de energia tornará o material mais quente. Portanto, ao tornar o semicondutor frio, há uma quantidade menor de energia necessária para bater os elétrons aproximadamente.
2). O ouro é um supercondutor?
Os melhores condutores à temperatura ambiente são ouro, cobre e prata e não se transformam em supercondutores.
3). É possível um supercondutor à temperatura ambiente?
Um supercondutor em temperatura ambiente é capaz de mostrar supercondutividade em temperaturas em torno de 77 graus Fahrenheit
4). Por que não há resistência em supercondutores?
Em um supercondutor, o resistência elétrica cai inesperadamente para zero devido às vibrações e falhas dos átomos devem causar resistência dentro do material enquanto os elétrons viajam através dele
5). Por que um supercondutor é um Diamagnet perfeito?
Quando o material supercondutor é mantido dentro de um campo magnético, ele empurra o fluxo magnético de seu corpo. Quando resfriado abaixo da temperatura crítica, ele mostra o diamagnetismo ideal.
Portanto, trata-se de uma visão geral do supercondutor. Um supercondutor pode conduzir eletricidade, caso contrário, transferir elétrons de um átomo para outro sem resistência. Aqui está uma pergunta para você, quais são os exemplos de um supercondutor?
.
