2.4 VODNIKI

KAZALO

   

 

 

2.4.3 SUPERPREVODNIKI

     
 

Iz grafičnih potekov temperaturnih odvisnosti specifičnih upornosti snovi (sl. 2.4.11) bi lahko sklepali, da se bo specifična upornost verjetno zmanjševala, tudi če bomo temperaturo zniževali pod 20 oziroma pod 0 °C. Znanstveniki so to z meritvami potrdili, ugotovili pa so tudi nepričakovano dejstvo:

 

HITRE POVEZAVE

Razvoj superprevodnikov

Zakaj superprevodniki nimajo upornosti?

 

SLIKA

Slika 2.4.3.1: Preskok v superprevodnost

 

SLIKA

Slika 2.4.3.2: NTS in VTS

 

 
       
 
►  

Specifična upornost nekaterih snovi pri temperaturi, ki je blizu absolutni ničli (0 K oziroma −273 °C), v skoku pade na nič Ωm. (sl. 2.4.15).

 
       
 

Odkritje vodnikov brez električne upornosti ima za elektrotehniko revolucionaren in podoben pomen kot odkritje polprevodnikov.

   
       
 
►  

Snovi brez električne upornosti imenujemo superprevodniki....

 
       
 

Zakaj so superprevodniki tako zanimivi? Za električni tok vemo, da teče pod vplivom električne napetosti. Vemo tudi, da elektroni električnega toka zaradi trkov z atomi snovi (električne upornosti) oddajajo energijo svojega gibanja atomom snovi, zaradi česar se snov dodatno greje (sl. 4.5.3). Ker izvor napetosti elektronom izgubo energije sproti nadomesti, je električni tok stalen. Na omenjenem načinu prenosa energije z elektroni od izvora do porabnika delujejo električni grelniki in žarnice, žal pa tudi škodljivo segrevanje vodnikov. Segrevanje vodnikov predstavlja izgubo električne energije, narekuje potreben prerez vodnikov, pogosto pa tudi nujno hlajenje elektroenergetskih in elektronskih elementov in naprav.

   
       
       
 
►  

V vodnikih brez električne upornosti ni izgub električne energije, zato so prerezi vodnikov lahko pri istem toku bistveno manjši, manjše so dimenzije naprav, ni potrebno hlajenje, ...

Tok, ki ga v sklenjenem električnem tokokrogu brez upornosti poženemo s kratkotrajnim sunkom napetosti, lahko teče brez napetosti še zelo dolgo (leto in več)

 

 
       
 

Skoraj sanjskim možnostim idealnih vodnikov pa stojita na poti težavnost in stroški zagotavljanja potrebnih nizkih temperatur. Temperature okrog 4 K namreč lahko dosežemo le z dragim tekočim helijem, ki ima vrelišče pri 4 K oziroma –269 °C. Zato je razvoj superprevodnikov šel najprej v iskanje snovi, ki bi bile superprevodne pri kar se da višjih temperaturah.

     
       
 
►  

Temperaturo, pri kateri snov pridobi oziroma izgubi superprevodnost, imenujemo kritična temperatura (Tc).

 
       
       
 

2.4.3.1 Nizkotemperaturni in visokotemperaturni superprevodniki

2.4.3.2 Magnetna levitacija

2.4.3.3 Uporaba superprevodnikov