Сверхпроводник против идеального проводника
Сверхпроводники и идеальные проводники - два широко используемых термина в электронике. Эти два явления обычно неправильно понимают как одно. В этой статье мы попытаемся устранить недоразумение, представив сходства и различия между сверхпроводником и идеальным проводником.
Что такое идеальный дирижер?
Электропроводность материала напрямую связана с удельным сопротивлением материала. Сопротивление - фундаментальное свойство в области электричества и электроники. Сопротивление в качественном определении говорит нам, насколько трудно протекать электрическому току. В количественном отношении сопротивление между двумя точками может быть определено как разность напряжений, необходимая для протекания единичного тока через определенные две точки. Электрическое сопротивление обратно пропорционально электрической проводимости. Сопротивление объекта определяется как отношение напряжения на объекте к току, протекающему через него. Сопротивление в проводнике зависит от количества свободных электронов в среде. Сопротивление полупроводника в основном зависит от количества используемых легирующих атомов (концентрации примеси). Сопротивление, которое система показывает переменному току, отличается от сопротивления постоянному току. Поэтому термин импеданс введен, чтобы упростить расчет сопротивления переменному току. Закон Ома является самым важным 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 Ом. 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 упрощения расчетов и проектирования, когда удельное сопротивление незначительно.
Что такое сверхпроводник?
Сверхпроводимость была открыта Хайке Камерлинг-Оннесом в 1911 году. Это явление, при котором удельное сопротивление точно равно нулю, когда материал находится при определенной характеристической температуре. Сверхпроводимость наблюдается только в определенных материалах. Теоретически, если материал является сверхпроводящим, магнитное поле не может присутствовать внутри материала. Это можно наблюдать по эффекту Мейснера, который представляет собой полное вытеснение силовых линий магнитного поля изнутри материала при переходе материала в сверхпроводящее состояние. Сверхпроводимость - это квантово-механическое явление, и для объяснения состояния сверхпроводника необходимы знания квантовой механики. Пороговая температура сверхпроводника называется критической температурой. Когда температура материала снижается до критической температуры, сопротивление материала резко падает до нуля. Критические температуры сверхпроводников обычно ниже 10 Кельвинов. Недавно обнаруженные высокотемпературные сверхпроводники могут иметь критические температуры до 130 К и более.
В чем разница между сверхпроводником и идеальным проводником?
• Сверхпроводимость - это явление, происходящее в реальной жизни, а идеальная проводимость - это допущение, упрощающее вычисления.
• Идеальные проводники могут иметь любую температуру, но сверхпроводники существуют только ниже критической температуры материала.
