什么是超导现象?
超导现象是指材料在低于某一温度时,电阻变为零的现象,而这一温度称为超导转变温度(Tc)。超导现象的特征是零电阻和完全抗磁性,因此超导现象在生活中应用广泛。
1911年荷兰科学家翁纳斯(Onnes)在测量低温下水银电阻率的时候发现,当温度降到零下269度附近,水银的电阻竟然消失了!电阻的消失叫做零电阻性。
所谓“电阻消失”,只是说电阻小于仪表的最小可测电阻。也许有人会产生疑问:如果仪表的灵敏度进一步提高,会不会测出电阻呢?用“持久电流”实验可以解决这个问题。
零。如果回路没有电阻,自然就没有电能的损耗。一旦在回路中激励起电流,不需要任何电源向回路补充能量,电流可以持续地存在下去。有人曾在超导材料做成的环中把电流维持两年半之久而豪无衰减。由此可以电阻率的上限为10-23欧姆厘米,还不到最纯的铜的剩余电阻率的百万亿分之一。零电阻效应是超导态的两个基本性质之一。
由正常导体组成的回路是有电阻的,而电阻意味着电能的损耗,即电能转化为热。这样, 如果没有电源不断地向回路补充能量,回路中的电能在极短时间( 例如微秒)里全部消耗完,电流衰减到零。
如果回路没有电阻,自然就没有电能的损耗。一旦在回路中激励起电流,不需要任何电源向回路补充能量,电流可以持续地存在下去。有人曾在超导材料做成的环中把电流维持两年半之久而豪无衰减。
由此可以电阻率的上限为10-23欧姆厘米,还不到最纯的铜的剩余电阻率的百万亿分之一。零电阻效应是超导态的两个基本性质之一。
超导态的另一个基本性质是抗磁性,又称迈斯纳(Meissner) 效应。即在磁场中一个超导体只要处于超导态,则它内部产生的磁化强度与外磁场完全抵消,从而内部的磁感应强度为零。也就是说,磁力线完全被排斥在超导体外面。
超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流,从而产生超强磁场。
延伸阅读
超导现象会使得超导材料的哪种属性消失?
电阻。
有些材料当温度下降至某一临界温度时,其电阻完全消失,这种现象称为超导电性,具有这种现象的材料称为超导材料。超导体的另外一个特征是:当电阻消失时,磁感应线将不能通过超导体,这种现象称为抗磁性。
一般金属(例如:铜)的电阻率随温度的下降而逐渐减小,当温度接近于0K时,其电阻达到某一值。而1919年荷兰科学家昂内斯用液氦冷却水银,当温度下降到4.2K(即-269℃)时,发现水银的电阻完全消失,
超导电性和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度称为临界温度(TC)。超导材料研究的难题是突破“温度障碍”,即寻找高温超导材料。
超导现象举例子?
超导现象指电能可以在材料中零电阻通过。但严格来说,是指在某一温度下电阻为零。而超导不仅仅具有零电阻的特性,还可以完全抗磁性——这让超导体在传输过程中几乎没有能量耗损,每平方厘米超导材料上还能承载更强的电流;而一般常规材料,在导电过程中都会消耗大量能量。
超导现象出现的基本标志是零电阻效应和迈斯纳效应,但还伴随着多种特征的出现。物体在低温出现超导现象仍然有一些问题没有弄清,但人们已经知道了很多。首先,有一些低温超导现象是由于电声作用,可以用BCS理论做出解释,而象铜基超导体、重费米子超导体中的超导原因,如今仍在研究之中。
超导现象的例子有①利用材料的超导电性可制作磁体,应用于电机、高能粒子加速器、磁悬浮运输、受控热核反应、储能等;可制作电力电缆,用于大容量输电(功率可达10000MVA);可制作通信电缆和天线,其性能优于常规材料。②利用材料的完全抗磁性可制作无摩擦陀螺仪和轴承。③利用约瑟夫森效应可制作一系列精密测量仪表以及辐射探测器、微波发生器、逻辑元件等。利用约瑟夫森结作计算机的逻辑和存储元件,其运算速度比高性能集成电路的快10-20倍,功耗只有四分之一。
为什么会出现超导现象?
超导现象是一种崩溃现象。
比如绝对0度,就是原子核崩溃,致使电子成为自由落体,起码最外层电子落在最外层电子轨道的最低点。
最低点就使最外层电子0势能,0势能就对外来电动势势能100%的吸收,致使100%的转换,所以100%的输出。
再比如雷击大树,树并不是导体,又不是绝缘体,更不是绝对0度,致使雷通过时产生的能量,足可以使通过电流有的部分地方产生崩溃,致使大树产生了雷击。
为什么强调有的部分地方,因为有的部分地方崩溃,或者说有的部分地方成为超导,才能使雷击电流产生的功率有可能发挥到最大,才有可能产生雷击。
超导现象可以避免什么现象?
答:超导现象可以避免电流的热现象。反映电流热效应的焦耳定律告诉我们:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。超导现象就是导体的电阻为零的现象,也就是如果导体电阻为零就没有热效应产生,所以,这一部分就不消耗电能。
什么的定向运动形成电流一些金属在温度特别低时电阻可以降到了这种现象叫做什么?
有些材料在温度降到一定值时,电阻值降为零,这种现象称为超导现象。
处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失,被称作零电阻效应。导体没有了电阻,电流流经超导体时就不发生热损耗,电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流,产生超强磁场。
什么是超导体和半导体绝缘体?
超导体:某些物质在很低温度下,电阻变成了0,这就是超导现象。在很低温度下,电阻为0的材料成为超导体。
半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的材料叫半导体。
绝缘体:容易导电的物体叫导体,相反不容易导电的物体叫绝缘体
超导体、半导体和绝缘体都是良好的电工材料。