Ero suprajohtimen ja täydellisen johtimen välillä

Suprajohdin vs täydellinen johdin

Suprajohteet ja täydelliset johtimet ovat kaksi laajalti käytettyä termiä elektroniikassa. Nämä kaksi ilmiötä ymmärretään yleensä väärin yhtenä. Tämä artikkeli yrittää poistaa väärinkäsityksen esittämällä suprajohtimen ja täydellisen johtimen väliset yhtäläisyydet ja erot.

Mikä on täydellinen kapellimestari?

Materiaalin johtavuus liittyy suoraan materiaalin resistiivisyyteen. Kestävyys on perusominaisuus sähkön ja elektroniikan alalla. Kvalitatiivisen määritelmän mukainen vastus kertoo meille kuinka vaikeaa sähkövirran on virtata. Kvantitatiivisessa mielessä kahden pisteen välinen vastus voidaan määritellä jännite-erona, jota vaaditaan yksikkövirran ottamiseksi määriteltyjen kahden pisteen yli. Sähkövastus on käänteinen sähkönjohtavuudelle. Kohteen vastus määritellään objektin ylijännitteen ja sen läpi virtaavan jännitteen suhteena. Johtimen resistanssi riippuu väliaineessa olevien vapaiden elektronien määrästä. Puolijohteen resistanssi riippuu lähinnä käytettyjen dopingiatomien lukumäärästä (epäpuhtauspitoisuus). Järjestelmän osoittama vaihtovirtavaste on erilainen kuin tasavirta. Siksi termi impedanssi otetaan käyttöön vaihtovirtavastuslaskelmien helpottamiseksi. Ohmin laki on ainoa vaikutusvaltaisin laki, kun aiheen vastarinnasta keskustellaan. Siinä todetaan, että tietyssä lämpötilassa kahden pisteen välisen jännitteen suhde näiden pisteiden läpi kulkevaan virtaan on vakio. Tämä vakio tunnetaan vastusena näiden kahden pisteen välillä. Vastus mitataan ohmeissa. Täydellinen johdin on materiaali, jonka vastus on nolla missä tahansa olosuhteissa. Täydellinen johdin ei vaadi ulkoisia tekijöitä täydellisen johtavuuden ylläpitämiseksi. Täydellinen johtavuus on käsitteellinen tilanne, jota käytetään toisinaan helpottamaan laskelmia ja suunnitelmia, joissa resistiivisyys on vähäinen.

Mikä on suprajohdin?

Suprajohtavuuden havaitsi Heike Kamerlingh Onnes vuonna 1911. Kyse on ilmiöstä, jonka resistiivisyys on täsmälleen nolla, kun materiaali on tietyn ominaislämpötilan alapuolella. Suprajohtavuus voidaan havaita vain tietyissä materiaaleissa. Teoreettisesti, jos materiaali on suprajohtavaa, magneettikenttä ei voi olla läsnä materiaalin sisällä. Tämä voidaan havaita Meissner-ilmiöllä, joka on magneettikenttäviivojen täydellinen poisto materiaalin sisäpuolelta, kun materiaali siirtyy suprajohtavaan tilaan. Suprajohtavuus on kvanttimekaaninen ilmiö ja suprajohtajan tilan selittämiseksi vaaditaan kvanttimekaniikan tuntemusta. Suprajohtimen kynnyslämpötila tunnetaan kriittisenä lämpötilana. Kun materiaalin lämpötilaa alennetaan, läpäise kriittinen lämpötila, materiaalin vastus putoaa äkillisesti nollaan. Suprajohtimien kriittiset lämpötilat ovat yleensä alle 10 kelviniä. Viime aikoina löydetyissä korkean lämpötilan suprajohteissa kriittiset lämpötilat voivat olla jopa 130 kelviniä tai enemmän.