Qu'est-ce que le supraconducteur :types, matériaux et propriétés

Il existe deux types de matériaux comme les métaux ainsi que les isolants. Les métaux permettent le flux d'électrons et transportent des charges électriques avec eux comme l'argent, le cuivre, etc., tandis que les isolants retiennent les électrons et ils ne permettront pas le flux d'électrons comme le bois, le caoutchouc, etc. physiciens pour refroidir les matériaux à température zéro. Il a commencé à enquêter sur certains éléments pour savoir comment l'électricité sera modifiée dans des conditions telles que le plomb et le mercure, car ils conduisent l'électricité sous une certaine température sans résistance. Ils ont découvert le même comportement dans plusieurs composés comme des céramiques aux nanotubes de carbone. Cet article présente un aperçu du supraconducteur.

Qu'est-ce que le supraconducteur ?

Définition : Un matériau qui peut conduire l'électricité sans résistance est appelé supraconducteur. Dans la plupart des cas, dans certains matériaux comme les composés, les éléments métalliques offrent une certaine résistance à température ambiante, bien qu'ils offrent une faible résistance à une température appelée température critique.

Le flux d'électrons d'atome à atome se fait fréquemment à l'aide de certains matériaux une fois la température critique atteinte, le matériau peut donc être appelé matériau supraconducteur. Ceux-ci sont employés dans de nombreux domaines comme l'imagerie par résonance magnétique et la science médicale. La plupart des matériaux disponibles sur le marché ne sont pas supraconducteurs. Ils doivent donc être dans un état d'énergie très basse pour se transformer en supraconducteurs. La recherche actuelle se concentre sur le développement de composés pour devenir supraconducteurs à haute température.

Types de supraconducteurs

Les supraconducteurs sont classés en deux types, à savoir le type I et le type II.

Supraconducteur de type I

Ce type de supraconducteur comprend des pièces conductrices de base et celles-ci sont utilisées dans différents domaines, du câblage électrique aux micropuces sur l'ordinateur. Ces types de supraconducteurs perdent leur supraconductivité très simplement lorsqu'ils sont placés dans le champ magnétique au champ magnétique critique (Hc). Après cela, il deviendra comme un chef d'orchestre. Ces types de semi-conducteurs sont également appelés supraconducteurs mous en raison de la perte de supraconductivité. Ces supraconducteurs obéissent totalement à l'effet Meissner. Les exemples de supraconducteurs sont le zinc et l'aluminium.

Supraconducteur de type II

Ce type de supraconducteur perdra sa supraconductivité lentement mais pas simplement car il est disposé dans le champ magnétique extérieur. Lorsque nous observons la représentation graphique entre l'aimantation et le champ magnétique, lorsque le deuxième type de semi-conducteur est placé dans un champ magnétique, il perdra lentement sa supraconductivité.

Ce type de semi-conducteurs commencera à perdre sa supraconductivité sur le champ magnétique le moins important et laissera totalement tomber sa supraconductivité au champ magnétique critique le plus élevé. La condition entre le champ magnétique critique le plus faible et le champ magnétique critique plus élevé est appelée état intermédiaire, sinon état vortex.

Ce type de semi-conducteur est également appelé supraconducteur dur en raison de la raison pour laquelle ils perdent leur supraconductivité lentement mais pas simplement. Ces semi-conducteurs obéiront à l'effet de Meissner mais pas totalement. Les meilleurs exemples sont NbN et Babi3. Ces supraconducteurs sont applicables aux aimants supraconducteurs à champ fort.

Matériaux supraconducteurs

Nous savons qu'il existe de nombreux matériaux disponibles où certains d'entre eux seront supraconducteurs. À l'exception du mercure, les supraconducteurs d'origine sont des métaux, des semi-conducteurs, etc. Chaque matériau différent se transformera en supraconducteur à une température un peu différente

Le principal problème de l'utilisation de la plupart de ces matériaux est qu'ils seront supraconducteurs à quelques degrés de zéro complet. Cela signifie tout avantage que vous obtenez du manque de résistance ; vous perdez presque certainement en les refroidissant dans le premier endroit.

La centrale électrique qui alimente votre maison en électricité descendante puis supraconductrice fera du bruit avec brio. Ainsi, il conservera d'énormes quantités d'énergie épuisée. Cependant, si vous souhaitez refroidir d'énormes pièces et tous les fils de transmission de l'usine jusqu'à ce qu'ils soient complètement nuls, vous gaspillerez probablement plus d'énergie.

Propriétés du supraconducteur

Les matériaux supraconducteurs présentent des propriétés étonnantes qui sont essentielles pour la technologie actuelle. La recherche sur ces propriétés est toujours en cours pour reconnaître et utiliser ces propriétés dans divers domaines répertoriés ci-dessous.

• Conduction infinie/Résistance électrique zéro
• Effet Meissner
• Température de transition/Température critique
• Josephson Currents
• Critique actuelle
• Courants persistants

Conduction infinie/Résistance électrique zéro

Dans la condition supraconductrice, le matériau supraconducteur illustre la résistance électrique nulle. Lorsque le matériau est refroidi sous sa température de transition, sa résistance sera soudainement réduite à zéro. Par exemple, Mercure affiche une résistance nulle sous 4k.

Effet Meissner

Lorsqu'un supraconducteur est refroidi sous la température critique, il ne permet pas au champ magnétique de le traverser. Cet événement dans les supraconducteurs est connu sous le nom d'effet Meissner.

Température de transition

Cette température est également connue sous le nom de température critique. Lorsque la température critique d'un matériau supraconducteur fait passer l'état conducteur de normal à supraconducteur.

Josephson Current

Si les deux supraconducteurs sont divisés à l'aide d'un film mince en matériau isolant, alors il forme une jonction de faible résistance pour fonder les électrons avec une paire de cuivre. Il peut creuser un tunnel d'une surface de la jonction à l'autre surface. Ainsi, le courant dû au flux de paires de tonneliers est connu sous le nom de courant Josephson.

Critique actuelle

Lorsque le courant est fourni à travers un conducteur dans des conditions supraconductrices, un champ magnétique peut alors se développer. Si le flux de courant augmente au-delà d'un certain taux, le champ magnétique peut être augmenté, ce qui équivaut à la valeur critique du conducteur à laquelle celui-ci revient à son état habituel. Le flux de la valeur actuelle est connu sous le nom de courant critique.

Courants persistants

Si un anneau supraconducteur est disposé dans un champ magnétique au-dessus de sa température critique, refroidissez actuellement l'anneau supraconducteur en dessous de sa température critique. Si nous éliminons ce champ, le flux de courant peut être induit à l'intérieur de l'anneau en raison de son auto-inductance. D'après la loi de Lenz, le courant induit s'oppose à la variation du flux qui traverse l'anneau. Lorsque l'anneau est placé dans un état supraconducteur, le flux de courant sera induit pour continuer le flux de courant est nommé courant persistant. Ce courant génère un flux magnétique pour faire circuler le flux à travers l'anneau constant.

Différence entre semi-conducteur et supraconducteur

La différence entre semi-conducteur et supraconducteur est discutée ci-dessous.

Semi-conducteur	Supraconducteur
La résistivité du semi-conducteur est finie	La résistivité d'un supraconducteur est une résistivité électrique nulle
En cela, la répulsion des électrons conduit à une résistivité finie.	En cela, l'attraction électronique entraîne la perte de résistivité
Les supraconducteurs ne présentent pas un diamagnétisme parfait	Les supraconducteurs présentent un diamagnétisme parfait
La bande interdite d'un supraconducteur est de l'ordre de quelques eV.	La bande interdite des supraconducteurs est de l'ordre de 10^-4 eV.
La quantification du flux dans les supraconducteurs est de 2e unités .	L'unité d'un supraconducteur est e.

Applications de Super Conductor

Les applications des supraconducteurs incluent les suivantes.

• Ceux-ci sont utilisés dans les générateurs, les accélérateurs de particules, les transports, les moteurs électriques, l'informatique, le médical, la transmission de puissance, etc.
• Supraconducteurs principalement utilisés pour créer de puissants électro-aimants dans les scanners IRM. Ceux-ci sont donc utilisés pour diviser. Ils peuvent également être utilisés pour séparer les matériaux magnétiques et non magnétiques
• Ce conducteur est utilisé pour transmettre de l'énergie sur de longues distances
• Utilisé dans les éléments de mémoire ou de stockage.

FAQ

1). Pourquoi les supraconducteurs doivent-ils être froids ?

L'échange d'énergie rendra le matériau plus chaud. Ainsi, en refroidissant le semi-conducteur, il faut une plus petite quantité d'énergie pour frapper les électrons approximativement.

2). L'or est-il un supraconducteur ?

Les meilleurs conducteurs à température ambiante sont l'or, le cuivre et l'argent ne se transforment pas du tout en supraconducteurs.

3). Un supraconducteur à température ambiante est-il possible ?

Un supraconducteur à température ambiante est capable de montrer une supraconductivité à des températures d'environ 77 degrés Fahrenheit

4). Pourquoi n'y a-t-il pas de résistance dans les supraconducteurs ?

Dans un supraconducteur, la résistance électrique tombe de manière inattendue à zéro en raison des vibrations et des défauts des atomes doit provoquer une résistance dans le matériau pendant que les électrons le traversent

5). Pourquoi un supraconducteur est-il un Diamagnet parfait ?

Lorsque le matériau supraconducteur est maintenu dans un champ magnétique, il expulse le flux magnétique de son corps. Lorsqu'il est refroidi sous la température critique, il montre un diamagnétisme idéal.

Ainsi, il s'agit d'un aperçu du supraconducteur. Un supraconducteur peut conduire l'électricité sinon transférer des électrons d'un atome à un autre sans résistance. Voici une question pour vous, quels sont les exemples d'un supraconducteur ?
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