Эффект сверхпроводимости (Закон Джоуля-Ленца)

Электроны все время теряют энергию, и немудрено – ведь сколько препятствий у них на пути: и атомы их «прихватывают», и мусор всякий то и дело попадается. Растрачиваемая ими энергия ускользает в виде тепла, количество которого можно подсчитать по формуле, открытой в 1840 году физиками Джоулем и Ленцем.

Когда электрический ток кипятит чайник или нагревает кухонную плиту – такой нагрев просто необходим. Но обычно от него одни лишь неприятности. Ведь помимо чайников ток бесполезно нагревает и обмотки электродвигателей, и платы электронных приборов, и обычные провода, по которым электроэнергия поступает к нам от электростанций. Кстати, как было бы здорово поставлять в промышленные центры страны дармовую энергию, выработанную гидроэлектростанциями на далеких сибирских реках! Увы, из-за тепловых потерь до потребителей дойдут лишь крохи этой энергии…

А вот если бы вместо проводов использовать сверхпроводники!.. Да, на наших глазах происходит чудо. Эффект Джоуля-Ленца исчезает как по мановению волшебной палочки! Материя будто расступается перед электронами, предоставляя им полную свободу движения. Понаблюдаем за ними украдкой. Чтобы добиться сверхпроводимости, охладим проводник до очень низких температур: -200°С и ниже. И те же электроны, которые только что крутились и вертелись во все стороны будто школьники на переменке, сразу же присмирели и почти замерли. Но посмотрите-ка на них. Они осторожно приближаются друг к другу и вдруг – чпок! Соединились в пары! Они образовали катамараны, готовые отправиться в далекое плавание и ждущие настоящего ветра… вернее, появления электрического поля.

И стоит такому полю возникнуть, как наши суденышки отправляются в путь. И что самое удивительное: атомы их больше «не видят»! И даже не пытаются их задержать. Электронные катамараны могут сколько угодно приближаться к атомам, те не обращают на них никакого внимания! И если в «классическом» проводнике электроны перепрыгивают с атома на атом, теряя энергию, то наши катамараны преодолевают любые расстояния без остановки – электрический ветер надувает их паруса…

Посилання на основну публікацію