Надпровідність

Опір провідника залежить від температури. При нагріванні металів, опір збільшується, при охолодженні опір зменшується. При прагненні температури провідника до нуля, може з’явитися явище, яке називається надпровідність.

Історія відкриття

Відкриття надпровідності належить голландському фізику Х. Камерлінгу – Оннес. Він охолоджував ртуть у рідкому гелії. Спочатку опір плавно зменшувався, а потім, після досягнення якоїсь певної температури, опір різко впав до нуля. Це явище було названо надпровідністю.

Однак, пояснити суть явища надпровідності змогли лише в 1957 р. Воно дається на основі квантової теорії. З величезним спрощенням, надпровідність можна пояснити наступним чином: електрони об’єднуються в шеренги і рухаються, не стикаючись з кристалічною решіткою. Це рух зовсім не схоже на звичайний хаотичний тепловий рух.

У 1986 р. крім низькотемпературної надпровідності, була відкрита високотемпературна надпровідність.

Створили складні сполуки, які переходять у стан надпровідності при температурі 100 К.

Властивості надпровідників

Критичною температурою називають температуру, при якій речовина переходить в надпровідний стан. Явище надпровідності виникає в металах і їх сплавах при дуже низьких температурах (приблизно 25 К і нижче). Існують довідкові таблиці, в яких зазначаються критичні температури деяких речовин.

Так як опір у надпровідності відсутній, отже, не відбувається виділення тепла при проходженні через провідник електричного струму. Ця властивість надпровідників широко використовується.

Для кожного надпровідника існує критичне значення сили струму, яке можна досягти в провіднику, не порушуючи його надпровідності. Це відбувається тому, що при проходженні сили струму, навколо провідника створюється магнітне поле. А магнітне поле руйнує надпровідний стан. Тому надпровідники неможливо використовувати для отримання скільки завгодно сильного магнітного поля.

При проходженні енергії через надпровідник не відбувається її втрат. Одним з напрямків досліджень сучасних фізиків, є створення надпровідних матеріалів при кімнатних температурах. Якщо це завдання вдасться вирішити, то буде вирішена одна з найважливіших технічних проблем – передача енергії по проводах без втрат.

Перспективи

Високотемпературна надпровідність – це дуже перспективна область досліджень, яка згодом може призвести до нової технічної революції в електроніці, електротехніці і радіотехніці. Згідно з останніми даними в цій області, максимальна критична температура надпровідності, яку вдалося досягти, дорівнює 166К.

Ми поступово наближаємося до відкриття матеріалів, які будуть надпровідними при кімнатних температурах. Це стане проривом у світі техніки. Електроенергію можна буде передавати на будь-які відстані без втрат.

Посилання на основну публікацію