2014-02-02
562
Сверхпроводящие проводники. Статический эффект Джозефсона. Применение сверхпроводимости
Сопротивление веществ зависит от состояния кристаллической решетки. При высокой Т° правильность решетки нарушается тепловым движением атомов с понижением Т° эта правильность решетки восстанавливается и способствует уменьшению сопротивления. При очень низких Т° сопротивление достигает остаточного значения, которое почти не зависит от Т° и обусловлено наличием примесей и дефектами кристаллической решетки. При Т° 4,12°К (-268,88) у ртути внезапно исчезает электрическое сопротивление. Это явление назвали сверхпроводимостью.
Сейчас обнаружена сверхпроводимость у более 26 элементов (олово, цинк, свинец…)
Сверхпроводимость обнаружена и в некоторых сплавах, составные части которых сами по себе не обладают такими свойствами. Например, сплавы висмута с натрием, калием. Сейчас сверхпроводимость обнаружена у 500 сплавов и соединений.
Кристаллическая Т° перехода образует почти в два десятка кельвинов: 18К – для химического соединения Nb3Sn и 0,14 – для иридия, 23,2К –германид ниобия.
Пленки сверхпроводящих материалов обладают особыми свойствами, у них критическая температура превышает Т° объемных материалов.
Основная задача увеличить Т°кр, хотя бы до 77,4К, что позволит применять для охлаждения сжиженный азот (77,4К), а это удешевить и упростить устройства.
На основе пленочных материалов созданы запоминающие устройства, накопителей энергии, волноводов с малым затуханием, малогабаритные электрические машины, трансформаторы с высоким КПД.
Созданы сверхпроводящие соленоиды, создающие магнитные поля 8*10
А/м.
Возможно создать линии электропередач без потерь на нагрев.
Электромагнит (постоянный) – электрический ток, однажды наведенный в сверхпроводящем контуре, будет длительно (годами) циркулировать по этому контуру без заметного уменьшения своей силы и притом без всякого подвода энергии извне (расходы на охлаждение надо учесть).
Это идеальные диамагнетики, т.е. их магнитное поле не проникает в сверхпроводящее тело, а если переход в сверхпроводящее состояние произошел в магнитном поле, то поле «выталкивается» из сверхпроводника.
