Qu'est-ce que le supraconducteur: types, matériaux et propriétés

Il existe deux types de matériaux comme les métaux ainsi que les isolants. Les métaux permettent la circulation des électrons et transportent avec eux une charge électrique comme l'argent, le cuivre, etc., tandis que les isolateurs contiennent des électrons et ils ne permettront pas le flux d'électrons comme le bois, le caoutchouc, etc. Au 20ème siècle, de nouvelles méthodes de laboratoire ont été développées par physiciens pour refroidir les matériaux à zéro température. Il a commencé à enquêter sur certains éléments pour savoir comment le électricité seront modifiés dans des conditions telles que le plomb et le mercure, car ils conduisent l'électricité à une certaine température sans résistance. Ils ont découvert le même comportement dans plusieurs composés comme de la céramique aux nanotubes de carbone. Cet article présente un aperçu du supraconducteur.

Qu'est-ce que le supraconducteur?

Définition: Un matériau qui peut conduire l'électricité sans résistance est connu sous le nom de supraconducteur. Dans la plupart des cas, dans certains matériaux comme les composés, les éléments métalliques offrent une certaine résistance à température ambiante, bien qu'ils offrent une faible résistance à un Température s'appelle sa température critique.

supraconducteur

Le flux d'électrons d'atome en atome se fait fréquemment en utilisant certains matériaux une fois qu'ils ont atteint la température critique, par conséquent le matériau peut être appelé matériau supraconducteur. Ceux-ci sont utilisés dans de nombreux domaines tels que l'imagerie par résonance magnétique et la science médicale. La plupart des matériaux disponibles sur le marché ne sont pas supraconducteurs. Ils doivent donc être dans un état de très faible énergie pour devenir supraconducteurs. La recherche actuelle se concentre sur le développement de composés pour devenir supraconducteurs à haute température.

Types de supraconducteurs

Les supraconducteurs sont classés en deux types, à savoir le type I et le type II.

types de supraconducteurs

Supraconducteur de type I

Ce type de supraconducteur comprend des pièces conductrices de base et celles-ci sont utilisées dans différents domaines, du câblage électrique aux micropuces sur l'ordinateur. Ces types de supraconducteurs perdent leur supraconductivité très simplement lorsqu'ils sont placés dans le champ magnétique au champ magnétique critique (Hc). Après cela, il deviendra comme un chef d'orchestre. Ces types de semi-conducteurs sont également appelés supraconducteurs mous en raison de la perte de supraconductivité. Ces supraconducteurs obéissent complètement à l'effet Meissner. Le exemples de supraconducteurs sont du zinc et de l'aluminium.

Supraconducteur de type II

Ce type de supraconducteur perdra sa supraconductivité lentement mais pas simplement car il est disposé dans le champ magnétique extérieur. Lorsque nous observons la représentation graphique entre la magnétisation et le champ magnétique, lorsque le semi-conducteur de deuxième type est placé dans un champ magnétique, il perdra lentement sa supraconductivité.

Ce type de semi-conducteurs commencera à perdre leur supraconductivité sur le champ magnétique le moins important et abandonnera totalement leur supraconductivité au champ magnétique critique supérieur. La condition entre le champ magnétique critique plus léger et le champ magnétique critique plus élevé est appelée un état intermédiaire sinon un état de vortex.

Ce type de semi-conducteur est également appelé supraconducteur dur en raison de la raison pour laquelle ils perdent leur supraconductivité lentement mais pas simplement. Ces semi-conducteurs obéiront à l'effet de Meissner mais pas totalement. Les meilleurs exemples en sont NbN et Babi3. Ces supraconducteurs sont applicables aux aimants supraconducteurs à fort champ.

Matériaux de supraconductivité

Nous savons qu'il existe de nombreux matériaux disponibles dont certains seront supraconducteurs. À l'exception du mercure, les supraconducteurs d'origine sont des métaux, des semi-conducteurs, etc. Chaque matériau différent se transforme en supraconducteur à une température un peu différente

Le principal problème lié à l'utilisation de la plupart de ces matériaux est qu'ils seront supraconducteurs à quelques degrés de zéro complet. Cela signifie que tout avantage que vous tirez du manque de résistance que vous perdez presque certainement en les refroidissant à la place principale.

La centrale électrique qui alimente votre maison en électricité par des fils descendants puis supraconducteurs émettra un son brillant. Ainsi, il conservera d'énormes quantités d'énergie épuisée. Cependant, si vous voulez refroidir d'énormes pièces et tous les fils de transmission de l'usine pour terminer le zéro, vous gaspillerez probablement plus d'énergie.

Propriétés du supraconducteur

Les matériaux supraconducteurs présentent des propriétés étonnantes qui sont essentielles pour la technologie actuelle. La recherche sur ces propriétés est toujours en cours pour reconnaître et utiliser ces propriétés dans divers domaines énumérés ci-dessous.

• Conductivité infinie / résistance électrique nulle
• Effet Meissner
• Température de transition / température critique
• Courants Josephson
• Courant critique
• Courants persistants

Conductivité infinie / résistance électrique nulle

Dans la condition supraconductrice, le matériau supraconducteur illustre la résistance électrique nulle. Lorsque le matériau est refroidi sous sa température de transition, sa résistance sera réduite à zéro soudainement. Par exemple, Mercure montre une résistance nulle sous 4k.

Effet Meissner

Lorsqu'un supraconducteur est refroidi sous la température critique, il ne permet pas au champ magnétique de le traverser. Cette occurrence dans les supraconducteurs est connue sous le nom d'effet Meissner.

Température de transition

Cette température est également appelée température critique. Lorsque la température critique d'un matériau supraconducteur change l'état conducteur de normal à supraconducteur.

Josephson Current

Si les deux supraconducteurs sont divisés à l'aide d'une couche mince en matériau isolant, cela forme une jonction de faible résistance pour fonder les électrons avec une paire de cuivre. Il peut creuser un tunnel d'une surface de la jonction à l'autre surface. Ainsi, le courant en raison du flux de paires de cuivre est connu sous le nom de Josephson Current.

Courant critique

Lorsque le courant fourni par un chauffeur sous la condition de supraconducteur, alors un champ magnétique peut être développé. Si le flux de courant augmente au-delà d'une certaine vitesse, alors le champ magnétique peut être amélioré, ce qui équivaut à la valeur critique du conducteur à laquelle il revient à son état habituel. Le flux de la valeur du courant est appelé courant critique.

Courants persistants

Si un anneau supraconducteur est disposé dans un champ magnétique au-dessus de sa température critique, refroidir actuellement l'anneau supraconducteur sous sa température critique. Si nous éliminons ce champ, alors le flux de courant peut être induit dans l'anneau en raison de son auto-inductance. De la loi de Lenz, le courant induit s'oppose au changement au sein du flux qui traverse l'anneau. Lorsque l'anneau est placé dans un état supraconducteur, alors le flux de courant sera induit pour continuer le flux de courant est appelé courant persistant. Ce courant génère un flux magnétique pour faire circuler le flux dans l'anneau constant.

Différence entre semi-conducteur et supraconducteur

La différence entre semi-conducteur et supraconducteur est discutée ci-dessous.

Applications de Super Conductor

Les applications des supraconducteurs sont les suivantes.

• Ceux-ci sont utilisés dans les générateurs, les accélérateurs de particules, le transport, moteurs électriques informatique, médical, puissance de transmission , etc.
• Les supraconducteurs sont principalement utilisés pour créer des électroaimants puissants dans les scanners IRM. Donc, ceux-ci sont utilisés pour se diviser. Ils peuvent également être utilisés pour séparer les matériaux magnétiques et non magnétiques
• Ce conducteur est utilisé pour transmettre de l'énergie sur de longues distances
• Utilisé dans les éléments de mémoire ou de stockage.

FAQ

1). Pourquoi les supraconducteurs doivent-ils être froids?

L'échange d'énergie rendra le matériau plus chaud. Ainsi, en refroidissant le semi-conducteur, une plus petite quantité d'énergie est nécessaire pour frapper les électrons approximativement.

2). L'or est-il un supraconducteur?

Les meilleurs conducteurs à température ambiante sont l'or, le cuivre et l'argent ne se transforment pas du tout en supraconducteurs.

3). Un supraconducteur à température ambiante est-il possible?

Un supraconducteur à température ambiante est capable de montrer supraconductivité à des températures d'environ 77 degrés Fahrenheit

4). Pourquoi n'y a-t-il pas de résistance dans les supraconducteurs?

Dans un supraconducteur, le résistance électrique chute inopinément à zéro en raison des vibrations et des défauts des atomes doit provoquer une résistance dans le matériau pendant que les électrons le traversent

5). Pourquoi un supraconducteur est-il un diamagnet parfait?

Lorsque le matériau supraconducteur est maintenu dans un champ magnétique, il expulse le flux magnétique de son corps. Lorsqu'il est refroidi sous la température critique, il présente un diamagnétisme idéal.

Il s'agit donc d'une vue d'ensemble du supraconducteur. Un supraconducteur peut conduire l'électricité sinon transférer des électrons d'un atome à un autre sans résistance. Voici une question pour vous, quels sont les exemples d'un supraconducteur?
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