Що таке надпровідник?
Надпровідність входить до числа найбільш видатних відкриттів двадцятого сторіччя і полягає в здатності деяких речовин при дуже низьких температурах проводити електрику без опору, тобто ставати сверхпроводниками.
Явище надпровідності було відкрито в 1911 році голландським фізиком Хейке Камерінг-Оннесом, який при охолодженні гелієм ртутної дроту до 4 ° К (-453 ° F) з подивом виявив, що електричний струм проходить по ній без опору. Сьогодні вчені можуть створювати речовини, що проявляють надпровідні властивості при набагато більш високих температурах, аж до 100 ° К (-280 ° F). Надпровідники зробили переворот у науці і привели до появи ряду захоплюючих ідей, в число яких входить створення надпровідних акумуляторів і генераторів в енергетичних системах, електромагнітних пускових установок, а також спеціальних поїздів і суден, що використовують у своїй роботі не тільки фантастичну провідність надпровідників, але і їх незвичайні магнітні властивості. Поміщення в магнітне поле, надпровідники генерують власне магнітне поле аналогічної полярності, що змушує намагнічені тіла парити в просторі.
Звичайні провідники
Традиційні провідники не тільки проводять електричний струм менш ефективно, ніж надпровідники, але до того ж позбавлені їх магічних відразливих властивостей.
При зменшенні температури електричний опір звичайних провідників зменшується поступово (фіолетова крива), в той час як електричний опір надпровідників (блакитна крива) після зниження температури до так званої точки переходу раптово падає нуля.
Ефект Мейснера
Магнітні властивості надпровідників відрізняються від магнітних властивостей феромагнітних провідників, таких, як сталь або залізо. При приміщенні в магнітне поле феромагнітні матеріали притягуються до магнітів. Надпровідники, відповідно до так званим ефектом Мейснера, магнітами відштовхуються.
Надпровідність і левітація
Магніт, розміщений над сверхпроводником, охолоджуваним рідким гелієм, індукує електричний струм і електромагнітне поле, яке відштовхує магнітне поле магніту, змушуючи його парити в просторі.
Поїзд на надпровідної (магнітної) підвісці
Один з проектів поїзда майбутнього, розроблений в Японії, припускає використання надпровідних магнітів для приведення поїзда в рух. Надпровідники в підвісці поїзда відштовхуються магнітним полем рейок, змушуючи поїзд парити в повітрі. Поки швидкість поїзда недостатня для підйому над рейками, він котиться на колесах. У міру збільшення швидкості надпровідників відносно магнітного поля колії відразлива магнітна сила зростає і в результаті піднімає поїзд на 10 сантиметрів над рейками.
Related posts:
- Надпровідники Надпровідники – це речовини, електричний опір яких при зниженні температури до певного значення (температура надпровідності) стає рівним нулю. Властивостями надпровідників мають деякі метали, кілька сотень сплавів і з’єднань металів, деякі сильно леговані напівпровідники. Причому окремі метали, що входять в надпровідникові сплави і сполуки, можуть самі по собі і не бути сверхпроводниками. Цікаво, що хороші провідники […]...
- Фізична дія електричного струму Як ми можемо визначити, протікає електричний струм чи ні? Про виникнення електричного струму можна судити за наступними його проявам. 1. Теплова дія струму. Електричний струм викликає нагрівання речовини, в якому він протікає. Саме так нагріваються спіралі нагрівальних приладів і ламп розжарювання. Саме тому ми бачимо блискавку. В основі дії теплових амперметрів лежить теплове розширення провідника […]...
- Перспектива використання надпровідних матеріалів Найбільш важливими областями застосування надпровідників є створення сильних магнітних полів, отримання та передача електроенергії. Соленоїд з надпровідного матеріалу може працювати без підведення енергії ззовні як завгодно довго, оскільки одного разу збуджений в ньому струм не загасає. Підтримка соленоїда в надпровідного стану не вимагає великих енергетичних витрат. При нульовому опорі легко вирішується проблема відводу тепла. Крім […]...
- Що таке ефект Доплера? Ефект Доплера – це добре знайома зміна звуку, що відбувається при переміщенні джерела звуку щодо слухача. Нерухомому слухачеві здається, що звук стає більш високим у міру наближення його джерела і більш низьким у міру його видалення. Це так званий доплерівський зсув викликається звуковими хвильовими фронтами, які в міру наближення джерела до слухача досягають його з […]...
- Електричний опір – це Електричний струм, проходячи через провідник, відчуває деякий опір. Наприклад, якщо провідником є якийсь провід, то чим більше перетин цього проводу, тим менше електричний опір. Причиною того, що струм зустрічає опір протіканню, є взаємодія електронів з кристалічною решіткою матеріалу, з якого зроблений провідник. Оскільки різні матеріали мають різні кристалічні решітки, то і електричний опір у всіх […]...
- Як поширюються електромагнітні хвилі? Кожен раз, коли електричний струм змінює свою частоту або напрямок, він генерує електромагнітні хвилі – коливання електричного і магнітного силових полів в просторі. Один із прикладів – змінюється струм в антені радіопередавача, який створює кільця поширюються в просторі радіохвиль. Енергія електромагнітної хвилі залежить від її довжини – відстані між двома сусідніми “піками”. Чим менше довжина […]...
- Принцип роботи асинхронного двигуна Подаючи напругу тільки на обмотку статора, асинхронний двигун починає працювати. Цікаво знати, як це працює, чому так відбувається? Це дуже просто, якщо зрозуміти, як відбувається процес індукції, коли в роторі індукується магнітне поле. Наприклад, в машинах постійного струму, доводиться окремо створювати магнітне поле в якорі (роторі) НЕ через індукцію, а за допомогою щіток. Коли ми […]...
- Вихрове електричне поле Розглянемо нерухомий контур, знаходиться в змінному магнітному полі. Який же механізм виникнення індукційного струму в контурі? А саме, які сили викликають рух вільних зарядів, яка природа цих сторонніх сил? Намагаючись відповісти на ці питання, великий англійський фізик Максвелл відкрив фундаментальна властивість природи: мінливий у часі магнітне поле породжує поле електричне. Саме це електричне поле і […]...
- Характеристика правила Ленца Магнітний потік, зміна якого призводить до появи індукційного струму в контурі, ми будемо називати зовнішнім магнітним потоком. А саме магнітне поле, яке створює цей магнітний потік, ми будемо називати зовнішнім магнітним полем. Навіщо нам ці терміни? Справа в тому, що індукційний струм, що виникає в контурі, створює своє власне магнітне поле, яке за принципом суперпозиції […]...
- Магнетизм Землі Ви коли-небудь бачили стрижневий магніт – прямокутний шматок заліза з північним і південним полюсами? Якщо накрити магніт аркушем паперу і висипати на нього залізну стружку або маленькі залізні цвяхи, то можна побачити невидимі оку силові лінії магнітного поля. Стружка дугою вишикується навколо магніту, а кінці дуги вказують на полюса магніту. Планета Земля поводиться так, немов […]...
- Що таке струм Слово “струм” означає рух або протягом чогось. Що може переміщатися – текти в проводах, що сполучають електростанцію із споживачами електричної енергії? Простий досвід дозволяє розібратися в цьому питанні. Два електрометра з великими кулями розташовують на деякій відстані один від одного. Один з них електризують зарядженою паличкою, що можна побачити по відхиленню стрілки. Потім за ізолюючу […]...
- Електромагніти – магнітне поле котушки зі струмом Біжучи по проводах електричний струм створює навколо себе магнітне поле. Людина не була б собою, якби не придумала, як використовувати таку чудову властивість струму. На основі цього явища людина створила електромагніти. Їх застосування дуже широко і повсюдно в сучасному світі. Електромагніти чудові тим, що на відміну від постійних магнітів, їх можна включати і вимикати при […]...
- Як працює трансформатор? Використовувана людиною електрична енергія в основному виробляється на великих електростанціях. Ці підприємства передають електрику на районні підстанції, які потім розподіляють його по споживачам. Так як лінії електропередач мають електричним опором, частина енергії електричного струму втрачається, перетворюючись на теплоту. Постійний струм (DC) тече в одному напрямку; змінний струм (АС) періодично змінює свій напрямок. Спочатку для електропостачання […]...
- Магнетизм і електромагнетизм Стрілка компаса – магніт. Вона вказує на північний магнітний полюс ЗемліМагнетізм – це невидима сила, що притягає або відразлива залізо і сталь. Предмети, що створюють цю силу, називаються магнітами, а область навколо них, де діє сила, називається магнітним полем. Проходячи по дроту, електричний струм (читайте статтю “Електрика”) створює магнітне поле. Це явище називається електромагнетизмом. З […]...
- Магнітне поле струму Способом передачі магнітного взаємодії є магнітне поле. Численні досліди привели вчених до висновку, що навколо будь-якого провідника зі струмом, тобто навколо рухомих електричних зарядів, існує магнітне поле. На відміну від електричного поля, яке діє і на нерухомі заряди, і на рухомі, магнітне поле діє тільки на рухомі заряди (струми). Магнітне поле можна виявити і досліджувати […]...
- Індуктивність Індуктивність – це фізична (електрична) величина, яка характеризує магнітні властивості електричного кола. Як відомо висока напруга, яка через провідний контур, створює навколо нього магнітне поле. Це відбувається тому, що струм спочатку несе в собі енергію. Проходячи через провідник, він частково віддає її, і вона перетворюється в енергію магнітного поля. Індуктивність, по суті, є коефіцієнтом пропорційності […]...
- Електричний струм Електричний струм – спрямований рух електрично заряджених частинок під впливом електричного поля. Цими частинками є: в провідниках – електрони, в напівпровідниках – електрони і дірки (електронно-діркова провідність), в електролітах – іони (катіони і аніони). Струм характеризується силою струму, яка в системі СІ вимірюється в амперах (А). За напрямок струму прийнято вважати напрямок переміщення позитивно заряджених […]...
- Взаємодія струмів Магнітне поле – є однією з форм матерії (відмінною від речовини), що існує в просторі, що оточує постійні магніти, провідники зі струмом і заряди, що рухаються. Магнітне поле разом з електричним полем утворює єдине електромагнітне поле. Магнітне поле не тільки створюється постійними магнітами, рухомими зарядами і струмами в провідниках, однак і діє на них же. […]...
- Перемінне магнітне поле Обговоримо, нарешті, останню групу експериментів, пов’язаних з “перетворенням магнетизму в електрику”. У замкнутому провіднику, вміщеному в змінне магнітне поле, також виникає електричний струм. Це явище може бути зведене до розглянутим вище, якщо стати на точку зору теорії блізкодействія. Нагадаємо, в застосуванні до електромагнітних явищ ця теорія стверджує, що переносником взаємодій є реально існуюче електромагнітне поле, […]...
- Електромагнітна індукція. Струми Фуко. Самоіндукція У замкнутому провідному контурі, вміщеному в магнітне поле, за певних умов виникає електричний струм. Для опису цього явища використовують спеціальну фізичну величину – магнітний потік. Магнітний потік через контур площі S, нормаль якого (n) утворює з напрямком поля кут α. Магнітний потік – це скалярна величина; одиниця виміру вебер [Вб]. За законом Фарадея при всякій […]...
- Доповідь “Магнітне поле Землі” Напевно, кожному відомо про те, що земля є величезних розмірів магніт, за допомогою якого утворюється магнітне поле. Та й вчені довели, що воно дійсно існує. Крім цього магнітне поле знаходиться навколо нашої планети і захищає її від різної радіації. Трохи пізніше знаменитий і популярний Гільберт написав книгу, в якій пояснив, чому магнітне поле, чому так […]...
- Закон електромагнітної індукції Фарадея Що може бути краще, ніж увечері понеділка почитати про основи електродинаміки. Правильно, можна знайти безліч речей, які будуть краще. Тим не менш, ми все одно пропонуємо Вам прочитати цю статтю. Часу займає небагато, а корисна інформація залишиться в підсвідомості. Наприклад, на іспиті, в умовах стресу, можна буде успішно витягти з надр пам’яті закон Фарадея. Так […]...
- Гальванометр Гальванометр – це прилад для вимірювання електричного струму, в якому на ток реагує обертається голка або стрілка. У середині XIX ст. шотландський вчений Джордж Уїлсон з благоговінням описував танцюючі голку гальванометра, кажучи, що схожа голка компаса “привела Колумба в Новий Світ і була попередницею і зачинателем телеграфу. У мовчанні… вона вела першопрохідців через пустельні води […]...
- Характеристика електричного струму Обов’язковою умовою існування струму в електричному ланцюзі є замкнутий контур. Якщо контур ланцюга розривається, то струм припиняється. За таким принципом діють всі захисту і вимикачі в електротехніці. Вони розривають електричний ланцюг рухливими механічними контактами, і цим припиняють протягом струму, вимикаючи пристрій. В енергетичній промисловості електричний струм виникає всередині провідників струму, які виконані у вигляді шин, […]...
- Що таке свинець і де він застосовується? Свинець (латинська назва plumbum) – це хімічний елемент, метал з атомним номером 82. У чистому вигляді речовина має сріблястий, злегка синюватий відтінок. Завдяки тому, що свинець широко поширений в природі, його легко добувати і обробляти, цей метал знаком людству з глибокої давнини. Відомо, що люди користувалися свинцем ще в 7-му тисячолітті до нашої ери. У […]...
- ЕРС (електрорушійна сила: що це таке? Що таке ЕРС (електрорушійна сила) в фізиці? Електричний струм зрозумілий далеко не кожному. Як космічна далечінь, тільки під самим носом. Взагалі, він і вченим зрозумілий не до кінця. Досить згадати Николу Тесла з його знаменитими експериментами, на століття опередившими свого часу і навіть в наші дні залишаються в ореолі таємниці. Сьогодні ми не розгадує великих […]...
- Постійні магніти: Земля як постійний магніт Якщо через залізо пропустити електричний струм, то залізо на час проходження струму придбає магнітні властивості. Деякі ж речовини, наприклад, загартована сталь і ряд сплавів не втрачають магнітних властивостей і після відключення струму, на відміну від електромагнітів. Ось такі тіла, які довго зберігають намагніченість, називаються постійними магнітами. Постійні магніти люди спочатку навчилися видобувати з природних магнітів […]...
- Магнітне поле Таким чином, з’ясувалося, що крім електростатичного існує ще й магнітне поле, яке завжди виникає навколо провідника, по якому рухається електричний струм. Це поле, так само як і електростатичне, володіє силовий характеристикою, яку називають магнітною індукцією. Вона спрямована перпендикулярно руху електричних зарядів і, отже, перпендикулярно електростатичного поля. Повна взаємозв’язок цих полів була підтверджена в 1831 р, […]...
- Закон Ампера в теорії електромагнетизму До 1825 французький фізик Андре Марі Ампер заклав основи теорії електромагнетизму. Зв’язок між електрикою і магнетизмом була абсолютно не відома аж до 1820, коли датський фізик Ганс Християн Ерстед виявив, що голка компаса приходить в рух, якщо в проводі поблизу включати або вимикати електричний струм. Тоді досвід Ерстеда повністю зрозумілий не був, але він показав: […]...
- Що таке змінний струм Змінний струм – це вимушені електромагнітні коливання, що викликаються в електричному ланцюзі джерелом змінного (найчастіше синусоїдального) напруги. Змінний струм присутній скрізь. Він тече по проводах наших квартир, в промислових електромережах, у високовольтних лініях електропередач. І якщо вам потрібен постійний струм, щоб зарядити акумулятор телефону або ноутбука, ви використовуєте спеціальний адаптер, випрямляючий змінний струм з розетки. […]...
- Провідники Будови речовини і його різноманітні фізичні властивості ми будемо вивчати в подальшому. Тим не менше, вже зараз нам необхідні деякі початкові відомості з цієї області фізики. Всі різні речовини складаються з молекул і атомів, які в свою чергу, складаються з заряджених часток – позитивно заряджених ядер і рухаються навколо них негативно заряджених електронів. Тому всі […]...
- Надпровідність як фізичне явище Електрична провідність фізичного об’єкта – це властивість пропускати електричний струм. Провідність, як відомо, обернено пропорційна електроопору, яке визначається процесами розсіювання електронів на атомах металу, на різних дефектах кристалічної решітки, на її теплових коливаннях і т. д. Чим менше електроопір, тим більше електропровідність. При дуже низьких температурах можлива ситуація, коли опір практично звертається в нуль. Електронний […]...
- Дослід Фарадея У 1821 році Фарадей взяв коробку з-під шпильок і виламав у неї дно. На бічні стінки він намотав тонкий ізольований провід, стільки витків, скільки помістилося. Вийшла прямокутна обмотка у вигляді рамки. Підвісивши рамку на нитки в полі постійної подковообразного магніту, він пропустив через обмотку струм. Рамка повернулася навколо вертикальної осі так, що лінії магнітного поля […]...
- Електроенергія – фізика Не можна уявити сучасне життя без використання електричних приладів, які працюють за рахунок енергії, яку відбувається електричний струм. Весь технічний прогрес грунтується на електриці. Отримання енергії з електричного струму має величезний ряд переваг: Електричний струм досить просто проводиться, оскільки в усьому світі існують мільярди електростанцій, генераторів і інших пристосувань для освіти електроенергії. Передати електроенергію можна […]...
- Принцип роботи реле Принцип роботи реле – з’єднання / роз’єднання контактів за допомогою електроприводу. Струм протікає через обмотку котушки реле створює магнітне поле, яке притягує якір до сердечника котушки. Цей якір механічно з’єднаний з рухомим (загальним) контактом, який від’єднується від одного контакту (нормально замкнутого) і з’єднується з іншим (нормально розімкненим). Струм в котушці реле може текти, а може […]...
- Чому електричний ланцюг повинен бути замкнутим Електричне коло це сукупність пристроїв, з’єднаних певним чином, які забезпечують шлях для протікання електричного струму. У повсякденному житті електричним струмом називають все, що пов’язано з електрикою. Припустимо розетка – в ній електричний струм. Насправді це трохи не так. Поки в розетку нічого не включено, то немає ніякого струму. Напруга є, а струму немає! Електричний струм […]...
- Фізика електромагнітного поля Згадаймо, яким чином Максвелл пояснив явище електромагнітної індукції. Змінне магнітне поле породжує вихрове електричне поле. Якщо у змінному магнітному полі знаходиться замкнутий провідник, то вихрове електричне поле приводить в рух заряджені частинки цього провідника – так виникає індукційний струм, спостерігається в експерименті. Лінії вихрового електричного поля охоплюють лінії магнітного поля. Якщо дивитися з кінця вектора […]...
- Левітація. Реальні способи Погодьтеся, було б здорово, якби ми вміли літати завдяки тільки силою думки. Ставати легкими, як пушинка, парити над землею, долати величезні відстані по повітрю, немов казковий Пітер Пен… Ех, мрії, мрії! Таке можливо тільки в далекому майбутньому. А може бути, немає? Що таке левітація? Це стан, в якому об’єкт ширяє в просторі без будь-якої механічної […]...
- Правило Ленца – доповідь Отже, давайте розглянемо потік (зовнішній), який призводить до появи індукційного струму, а також саме поле (зовнішнє), що приводить до утворення потоку. Отже, якщо деяка зміна потоку призводить до появи струму в провіднику, то навколо цього провідника також буде утворюватися власне магнітне поле, яке має потік. Якщо існує два різних магнітних поля, то за принципом суперпозиції […]...
- Що таке омоніми? Грецький термін омонім (homos – однаковий, onyma – ім’я) буквально означає однакове ім’я. Омонімами є слова, що збігаються в звучанні і написанні, але мають різне значення. Омоніми – це слова, які співпадають між собою як у звучанні, так і написанні, але мають різне значення. Омоніми та їх різновиди В українській мові розрізняють повні і неповні […]...