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超導(dǎo)體和超導(dǎo)體的邁納斯效應(yīng)

作者:佚名    文章來源:本站原創(chuàng)    點(diǎn)擊數(shù):    更新時(shí)間:2023/6/3

在非常低溫的情況下,是存在超導(dǎo)現(xiàn)象的。超導(dǎo)體最重要的特點(diǎn)是電流通過時(shí)電阻為零,有一些類型的金屬(特別是鈦、釩、鉻、鐵、鎳),當(dāng)將其置于特別低的溫度下時(shí),電流通過時(shí)的電阻就為零。在普通的導(dǎo)體中,大部分通過導(dǎo)體的電流由于電阻的原因變?yōu)闊崮埽蚨弧跋摹钡袅恕T诔瑢?dǎo)體中,實(shí)際上沒有阻力,這樣,一旦接通電流,從理論上講就永遠(yuǎn)不會(huì)中斷。在一個(gè)用超導(dǎo)體制成的電磁體(一個(gè)線圈,電流從中通過時(shí)產(chǎn)生電磁場(chǎng))所構(gòu)成的電路中,從理論上講只送入一次電流,就可以在電路內(nèi)不停的流動(dòng),從而就能使電磁場(chǎng)持續(xù)不斷。當(dāng)然,實(shí)際上是存在損耗的,不可能實(shí)現(xiàn)這類“永動(dòng)”,不能不去考慮必需的能源投入,以使超導(dǎo)體能保持其產(chǎn)生零電阻現(xiàn)象所需要的底溫狀態(tài)(即-269℃,比絕對(duì)零度高出4℃)。在超導(dǎo)體中,電子一對(duì)一對(duì)結(jié)合構(gòu)成了所謂的“庫(kù)珀對(duì)”,它們中的每一對(duì)都以單個(gè)粒子的形式存在。這些粒子抱成一團(tuán)流動(dòng),不顧及金屬離子的阻力,好像是液體一樣在流動(dòng)。這樣,事實(shí)上就中和了任何潛在的阻力因素。

1、目前為止還沒找到超導(dǎo)溫度可以是常溫的超導(dǎo)體。如果誰找到了,那肯定是下一屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主。2012年9月,德國(guó)萊比錫大學(xué)發(fā)現(xiàn)石墨顆粒能在室溫下表現(xiàn)出超導(dǎo)性。

2、科技在不斷進(jìn)步,我前幾年和一個(gè)電纜廠的工程師吃飯時(shí)候,他說現(xiàn)在電線的電阻越來越小了,也就是線路損耗在減少,這是往超導(dǎo)的方向在改進(jìn)了,說不定哪天真的能實(shí)現(xiàn)接近0歐姆的目標(biāo)。

超導(dǎo)現(xiàn)象抗磁性 

3、當(dāng)金屬處在超導(dǎo)狀態(tài)時(shí),這一超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零,即能把原來存在于體內(nèi)的磁場(chǎng)排擠出去。人們將這種當(dāng)金屬變成超導(dǎo)體時(shí)磁力線自動(dòng)排除金屬體之外,而超導(dǎo)體內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為零的現(xiàn)象,稱為“邁斯內(nèi)效應(yīng)”。超導(dǎo)現(xiàn)象,是電阻為0。超導(dǎo)體本身有極強(qiáng)的抗磁性。因?yàn)楫?dāng)有磁極靠近時(shí),產(chǎn)生感生電動(dòng)勢(shì),而電阻小,產(chǎn)生極大的感生電流,因而產(chǎn)生極強(qiáng)的磁場(chǎng),由楞次定律,此磁場(chǎng)必然與原磁場(chǎng)相反,因此磁鐵受到排斥力。

超導(dǎo)現(xiàn)象 

4、超導(dǎo)體沒有電阻是真的(無所謂理想不理想,確實(shí)是沒有電阻,它是一種相變,我們說水變成冰就是相變(但是這個(gè)相變和超導(dǎo)相變完全不一樣)),但不是主要效應(yīng),也就是說,超導(dǎo)體和理想導(dǎo)體是有區(qū)別的。區(qū)別在于超導(dǎo)體具有完全抗磁性(內(nèi)部磁場(chǎng)永遠(yuǎn)是0)(邁斯那效應(yīng))

邁納斯效應(yīng) 

5、超導(dǎo)體的電流只分布在表面,內(nèi)部沒有。通常說的0電阻是 指超導(dǎo)電流的電阻,超導(dǎo)體表面的超導(dǎo)電流的磁場(chǎng)會(huì)屏蔽外磁場(chǎng),所以內(nèi)部無磁場(chǎng)。當(dāng)外部加交變磁場(chǎng)或者導(dǎo)線內(nèi)加電場(chǎng)時(shí),超導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生常規(guī)電流,這個(gè)電流會(huì)有損耗,也就是說有電阻。

超導(dǎo)現(xiàn)象 

6、由于超導(dǎo)體“不允許”其內(nèi)部有任何磁場(chǎng),如果外界有一個(gè)磁場(chǎng)要通過超導(dǎo)體內(nèi)部,那么超導(dǎo)體必然會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與之相反的磁場(chǎng),保證內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)度為零,這就形成了一個(gè)斥力。當(dāng)在一個(gè)超導(dǎo)體正下方放置一個(gè)磁體,并使磁感線垂直通過超導(dǎo)體的時(shí)候,超導(dǎo)體將獲得垂直的上浮力,所以超導(dǎo)體能應(yīng)用在磁懸浮列車上,超導(dǎo)線圈是磁懸浮列車的最關(guān)鍵設(shè)備之一,它使列車獲得上浮、推進(jìn)、導(dǎo)向力。

磁懸浮列車 

Tags:超導(dǎo),磁場(chǎng),電磁感應(yīng)  
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