Свещници и криководи

Свещници и криководи

С намаляване на температурата, специфичните
електронното съпротивление на металите е миниатюризирано и много ниско
(криогенни) температури, електрическата проводимост на металите се доближава до абсолютната
нула.

През 1911 г., след охлаждане на пръстена
замразен живак до температура от 4.2 К холандският учен Г. Камминглинг-Оннес
установи, че електронното съпротивление на пръстена в една точка пада до много
малка стойност, която е нереалистична за измерване. Такова изчезване на електронните
съпротива, т.е. появата на безкрайна проводимост в материал,
се наричаше свръхпроводимост.

Материали, притежаващи способността
те преминават в свръхпроводящо състояние, когато се охлаждат до сравнително ниско
температура, те бяха наречени свръхпроводници. Критична температура
охлаждане, при което има преход на материята в свръхпроводящо състояние,
наречена свръхпроводима температура на прехода или критичната температура
преход Tcr.

Преход към свръхпроводящо състояние
е обратимо. Когато температурата се повиши до Tc, материалът се връща обратно
конвенционално (непроводимо) състояние.

Характеристика на свръхпроводниците
се състои в това, че в един перфектен момент електронът, предизвикан в свръхпроводящата верига
текущата ще бъде непрекъснато (в продължение на години) циркулира по протежение на тази схема без наблюдение
намаляване на собствената си сила и освен това без допълнителна доставка на енергия
отвън. Като непроменим магнит, такъв контур прави в околността
пространствено магнитно поле.

През 1933 г. германските физици В. Мейснер
и Р. Оксенфелд установили, че свръхпроводниците в прехода към свръхпроводящия
Държавата става идеална диамагнетика. Следователно, външното магнитно поле
не прониква в свръхпроводящото тяло. Ако преминаването на материала в свръхпроводящ
състоянието се получава в магнитно поле, полето се "изтласква" от
свръхпроводник.

Известни свръхпроводници имат
много ниски критични преходни температури Tc. Тъй като устройството, в
които се използват свръхпроводници, трябва да работят в условията на охлаждане
воден хелий (температурата на втечняване на хелий при нормално налягане от около 4,2
K). Това усложнява и увеличава разходите за създаване и експлоатация на свръхпроводящи
материали.

Освен живак, свръхпроводимост
е присъщо на други чисти метали (химически елементи) и различни сплави и
химични съединения. Но такива метали като сребро и мед, с най-много
ниски температури, постигнати в текущото време, в свръхпроводящи
държавата не успя.

Способност да се използва този феномен
свръхпроводимостта се определя от стойностите на температурата на прехода към свръхпроводящия
състоянието на Tc и критичната якост на магнитното поле.

Свръхпроводящи материали
разделени на меки и твърди. За меките свръхпроводници се носят безупречно
метали, с изключение на ниобий, ванадий, телур. Основният дефект на мека
свръхпроводниците е ниска стойност на критичната якост на магнитното поле
област.

В електротехниката, мека
свръхпроводниците не се използват, тъй като в тях има свръхпроводящо състояние
материалите вече изчезват в слаби магнитни полета при ниски плътности на тока. 

Към твърдите свръхпроводници се носят
сплави с деформирани кристални решетки. Те запазват свръхпроводимостта
дори при относително високи токови плътности и силни магнитни полета.

Характеристики на твърдите свръхпроводници
Те бяха открити в средата на нашия век и до днес техният проблем
изследването и прилагането е един от важните проблеми на съвременната наука
и технологиите.

Имат собствени свръхпроводници
редица функции:

• при
  преходът на охлаждане към свръхпроводящото състояние не се случва рязко, както в
  меки свръхпроводници и по време на определена температура
  интервал;

• някои
  от твърдите свръхпроводници имат не само сравнително високи стойности
  критичната температура на прехода Tc и относително високи стойности
  критична магнитна индукция;

• при
  промяната в магнитната индукция може да се наблюдава между междинните състояния
  свръхпроводящи и обикновени;

• 
  
  
  

  имам a
  тенденцията за разсейване на енергия при преминаване през променливия ток;

• зависимост
  параметри на свръхпроводимостта от технологичните производствени режими, чистота
  материал и съвършенството на неговата кристална структура.

На технологичните свойства
твърдите свръхпроводници са разделени на следните типове:

• сравними просто деформируеми, от които е възможно да се произвежда проводник и
  ленти [ниобий, ниобий-титанов (Nb-Ti) сплави, ванадий-галий (V-Ga)];

• силно
  Деформируема поради крехкост, от която се произвеждат чрез методи
  Прахова металургия (интерметални материали като ниобиев станид
  Nb3Sn).

Често свръхпроводящи проводници
покрийте със "стабилизираща" обвивка от мед или друга отлична проводимост
Електрически ток и топлина от метал, което помага да се избегнат щети
основния материал на свръхпроводника с случайно повишаване на температурата.

В много от всички възможни случаи използвайте
композитни свръхпроводящи проводници, в които има огромен брой тънки
Външните свръхпроводници са обвити в обемна обвивка от мед или друга
не-свръхпроводим материал.

Филми свръхпроводящи
материалите имат специални характеристики:

• критичен
  Трансферната температура Tcr в редица от всички възможни случаи е много по-голяма от Tcr на големи
  материали;

• голям
  стойностите на граничните токове, преминали през свръхпроводника;

• най-малко
  температурен интервал на преминаване към свръхпроводящо състояние.

Свръхпроводниците използват при
разработка на: електронни машини и трансформатори с малка маса и размери с най-високи
коефициентът на полезно действие - кабелните линии за пренос на енергия е голям
мощност за огромни разстояния - вълноводи с особено ниско отслабване на устройства за съхранение
енергоносители и памети - магнитни лещи на електрически микроскопи - бобини
индуктивност с печатен монтаж.

Въз основа на филм
свръхпроводници на редица устройства за съхранение и части от автоматизация и
компютърни технологии.

Намотки на електромагнитите от
свръхпроводниците дават възможност да се получат много вероятни стойности на интензитета
магнитно поле.