Сверхпроводник против идеального проводника
Сверхпроводники и идеальные проводники - два широко используемых термина в электронике. Эти два явления обычно ошибочно понимают как одно. В этой статье мы попытаемся устранить недоразумение, представив сходства и различия между сверхпроводником и идеальным проводником.
Кто такой идеальный дирижер?
Проводимость материала напрямую связана с удельным сопротивлением материала. Сопротивление является фундаментальным свойством в области электричества и электроники. Сопротивление в качественном определении говорит нам, насколько трудно течь электрическому току. В количественном смысле сопротивление между двумя точками можно определить как разность напряжений, которая требуется для прохождения единичного тока через указанные две точки. Электрическое сопротивление является обратной величиной электрической проводимости. Сопротивление объекта определяется как отношение напряжения на объекте к току, протекающему через него. Сопротивление проводника зависит от количества свободных электронов в среде. Сопротивление полупроводника в основном зависит от количества используемых легирующих атомов (концентрация примеси). Сопротивление системы переменному току отличается от сопротивления постоянному току. Поэтому термин импеданс введен для того, чтобы упростить расчеты сопротивления переменному току. Закон Ома является наиболее влиятельным законом при обсуждении тематического сопротивления. В нем говорится, что для данной температуры отношение напряжения в двух точках к току, проходящему через эти точки, является постоянным. Эта константа известна как сопротивление между этими двумя точками. Сопротивление измеряется в Омах. Идеальный проводник - это материал, имеющий нулевое сопротивление при любых условиях. Идеальный проводник не требует никаких внешних факторов для поддержания идеальной проводимости. Идеальная проводимость - это концептуальная ситуация, которая иногда используется для облегчения расчетов и проектирования, когда удельное сопротивление незначительно.
Что такое сверхпроводник?
Сверхпроводимость была открыта Хайке Камерлинг-Оннесом в 1911 году. Это явление абсолютно нулевого удельного сопротивления, когда материал находится при определенной характерной температуре. Сверхпроводимость можно наблюдать только в некоторых материалах. Теоретически, если материал является сверхпроводящим, внутри материала не может быть магнитного поля. Это можно наблюдать по эффекту Мейснера, который представляет собой полный выброс силовых линий магнитного поля из внутренней части материала, когда материал переходит в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость является квантово-механическим явлением, и для объяснения состояния сверхпроводника требуются знания в области квантовой механики. Пороговая температура сверхпроводника известна как критическая температура. При понижении температуры материала выше критической температуры сопротивление материала резко падает до нуля. Критические температуры сверхпроводников обычно ниже 10 Кельвинов. Недавно открытые высокотемпературные сверхпроводники могут иметь критические температуры до 130 Кельвинов и выше.
В чем разница между сверхпроводником и идеальным проводником?
• Сверхпроводимость - это явление, имеющее место в реальной жизни, а идеальная проводимость - это допущение, сделанное для облегчения расчетов.
• Идеальные проводники могут иметь любую температуру, но сверхпроводники существуют только ниже критической температуры материала.
