¿Cuál es el concepto de superconductividad a temperatura ambiente?

El concepto de superconductividad a temperatura ambiente es el fenómeno superconductor que se produce a temperatura ambiente.

1. Definición de superconductividad

Superconductividad significa que la corriente eléctrica puede atravesar materiales con resistencia cero. Pero estrictamente hablando, significa que la resistencia es cero a una determinada temperatura. Los superconductores no solo tienen la característica de resistencia cero, sino que también pueden ser completamente diamagnéticos; esto permite que los superconductores casi no pierdan energía en el proceso de transmisión de corriente, y cada centímetro cuadrado de sección transversal del material superconductor también puede transportar corriente eléctrica más fuerte; y los materiales convencionales en general consumen mucha energía durante el proceso conductor.

2. Principio

La resistencia de los materiales superconductores es nula y la eficiencia de transmisión de corriente es alta. Los materiales superconductores tienen una estructura completa, alta movilidad de electrones y una transmisión de corriente más rápida. Los campos magnéticos tienen un impacto en las propiedades de los materiales superconductores y se buscan materiales sensibles a los campos magnéticos para mejorar las propiedades superconductoras. En la actualidad, los materiales superconductores de alta temperatura son una dirección de investigación común e importante.

3. Aplicación

(1) Diamagnetismo completo

Los trenes de levitación magnética aprovechan esta característica. Las bobinas superconductoras pueden transportar grandes corrientes y convertirse en potentes imanes superconductores. Los trenes y vías están equipados con imanes superconductores. Cuando hay un campo magnético externo, debido al diamagnetismo completo, se generará un campo magnético opuesto dentro del superconductor, haciendo que la intensidad total de la inducción magnética dentro del superconductor sea cero. La fuerza repulsiva resultante puede hacer levitar trenes pesados ​​en el aire. Al cambiar la orientación del campo magnético en la vía, el tren puede seguir avanzando.

(2) Efecto Josephson

El efecto Josephson significa que dos superconductores están muy cerca uno del otro. Cuando la distancia es tan cercana como la escala atómica, los electrones en el superconductor pueden superarse. la capa aislante intermedia. Los obstáculos forman un par de Cooper superconductor, y se forma una corriente superconductora entre los dos superconductores, lo que da como resultado una corriente superconductora. El efecto Josephson se puede utilizar para crear interferómetros cuánticos superconductores para medir señales magnéticas muy pequeñas.

Ventajas de la superconductividad a temperatura ambiente:

1. Temperatura más baja

La superconductividad a temperatura ambiente requiere una temperatura más baja que la superconductividad a temperatura normal y se puede utilizar a temperatura ambiente. La superconductividad cercana es más fácil de lograr que otras tecnologías superconductoras.

2. Aplicaciones más amplias

La superconductividad a temperatura ambiente puede lograr superconductividad a temperaturas más bajas, y los materiales superconductores tienen requisitos ambientales relativamente bajos y pueden usarse ampliamente en aplicaciones prácticas, como transmisión de energía. levitación magnética, dispositivos electrónicos y otros campos.

3. Menor consumo de energía

Los materiales superconductores casi no tienen resistencia en el estado superconductor y no generan calor cuando la corriente pasa, por lo que pueden reducir en gran medida la pérdida de energía y tener una mayor pérdida. Alta eficiencia energética.

4. Velocidad de transmisión más rápida

Los materiales superconductores pueden transportar corrientes más grandes y transmitir más rápido, lo que puede mejorar en gran medida la velocidad y la eficiencia de la transmisión de información.

5. Campo magnético más fuerte

Los materiales superconductores pueden generar campos magnéticos más fuertes en el estado superconductor y pueden usarse para imágenes de resonancia magnética nuclear y de partículas en el campo médico. campos.

Referencia del contenido anterior: Enciclopedia Baidu: superconductividad a temperatura ambiente