Szupravezető kontra tökéletes vezető
A szupravezetők és a tökéletes vezetők két széles körben használt fogalom az elektronikában. Ezt a két jelenséget általában félreértik egynek. Ez a cikk megpróbálja kiküszöbölni a félreértést a szupravezető és a tökéletes vezető közötti hasonlóságok és különbségek bemutatásával.
Mi a tökéletes karmester?
Egy anyag vezetőképessége közvetlenül összefügg az anyag ellenállásával. Az ellenállás alapvető tulajdonság az elektromosság és az elektronika területén. A minőségi meghatározásban szereplő ellenállás megmutatja, milyen nehéz az elektromos áram áramlása. Kvantitatív értelemben a két pont közötti ellenállás úgy definiálható, mint az a feszültségkülönbség, amely ahhoz szükséges, hogy a meghatározott két ponton egységnyi áramot vegyen át. Az elektromos ellenállás az elektromos vezetés fordítottja. Egy tárgy ellenállását a tárgyon áthaladó feszültség és a rajta átfolyó áram arányaként határozzuk meg. A vezető ellenállása a közegben lévő szabad elektronok mennyiségétől függ. A félvezető ellenállása leginkább a felhasznált adalék atomok számától (szennyezőanyag-koncentrációtól) függ. A rendszer ellenállása a váltakozó árammal szemben különbözik az egyenáram ellenállásától. Ezért bevezettük az impedancia kifejezést, hogy megkönnyítsük a váltakozó áramú ellenállás kiszámítását. Az Ohm törvénye az egyetlen legbefolyásosabb törvény, amikor a téma ellenállásáról beszélünk. Azt állítja, hogy egy adott hőmérsékleten a két ponton áthaladó feszültség és az ezeken a pontokon áthaladó áram aránya állandó. Ezt az állandót a két pont közötti ellenállásnak nevezik. Az ellenállást ohmban mérik. A tökéletes vezető olyan anyag, amelynek semmilyen körülmények között nincs ellenállása. A tökéletes vezetőhöz nincs szükség semmilyen külső tényezőre a tökéletes vezetőképesség fenntartásához. A tökéletes vezetőképesség egy elvi helyzet, amelyet néha a számítások és tervezések megkönnyítésére használnak, ha az ellenállás elhanyagolható.
Mi az a szupravezető?
A szupravezetést Heike Kamerlingh Onnes fedezte fel 1911-ben. Ez az a jelenség, amikor pontosan nulla az ellenállása, amikor az anyag egy bizonyos jellemző hőmérséklet alatt van. Szupravezetés csak bizonyos anyagoknál figyelhető meg. Elméletileg, ha az anyag szupravezető, akkor az anyag belsejében nem lehet mágneses tér. Ez megfigyelhető a Meissner-effektussal, amely a mágneses erővonalak teljes kilökődése az anyag belsejéből, miközben az anyag szupravezető állapotba kerül. A szupravezetés kvantummechanikai jelenség, és a szupravezető állapotának magyarázatához kvantummechanikai ismeretekre van szükség. A szupravezető küszöbhőmérsékletét kritikus hőmérsékletnek nevezzük. Amikor az anyag hőmérséklete csökken a kritikus hőmérsékleten, az anyag ellenállása hirtelen nullára csökken. A szupravezetők kritikus hőmérséklete általában 10 Kelvin alatt van. A közelmúltban felfedezett magas hőmérsékletű szupravezetők kritikus hőmérséklete akár 130 Kelvin vagy több is lehet.
Mi a különbség a szupravezető és a tökéletes vezető között?
• A szupravezetés a való életben előforduló jelenség, míg a tökéletes vezetőképesség a számítások megkönnyítése érdekében tett feltételezés.
• A tökéletes vezetők bármilyen hőmérsékletűek lehetnek, de szupravezetők csak az anyag kritikus hőmérséklete alatt léteznek.
