Nadprzewodnictwo: Różnice pomiędzy wersjami
[wersja przejrzana] | [wersja przejrzana] |
Usunięta treść Dodana treść
drobne redakcyjne |
Wydzielono osobny rozdział "Zastosowania nadprzewodników", scalono dwa osobne fragmenty, traktujące o elektromagnesach nadprzewodzących |
||
Linia 124:
Postęp nauki przyczynia się do poznawania substancji, które umożliwiają bezstratny przepływ prądu w coraz wyższych temperaturach. Wciąż jednak jest to temperatura zbyt niska dla praktycznych zastosowań i wykorzystanie nadprzewodników jest nadal nieopłacalne w masowych zastosowaniach. Oczekuje się odkrycia taniego nadprzewodnika, który pracowałby w temperaturze normalnej (a więc do ok. 20 [[Skala Celsjusza|°C]]).
== Zastosowania nadprzewodników ==
=== Nadprzewodzące przewody ===
[[Plik:CERN-cables-p1030764.jpg|thumb|300px|Kable zdolne przewodzić prąd 12 500 A – u góry konwencjonalne, na dole nadprzewodzący]]
Nadprzewodniki ze względu na swoją zerową oporność największe nadzieje budzą w branży energetycznej. Parametrami stanowiącymi o przydatności danego nadprzewodnika do celów technicznych są temperatura, pola i prądy krytyczne. Najbardziej obiecującymi nadprzewodnikami II rodzaju na przewody są materiały na bazie [[niob]]u (Nb, Nb<sub>3</sub>Sn, Nb-Ti i NbN) oraz na bazie [[Ołów|ołowiu]] (PbMo<sub>6</sub>Ti<sub>8</sub>).
Linia 142 ⟶ 139:
=== Nadprzewodzące elektromagnesy ===
Nadprzewodzący [[elektromagnes]] stanowi cewka wykonana z wielu zwoi drutu nadprzewodzącego, zanurzona w cieczy cieczy chłodzącej (zwykle w ciekłym [[Hel (pierwiastek)|helu]]) i zasilana prądem elektrycznym. Dzięki nadprzewodnictwu taki elektromagnes generuje bardzo silne [[pole magnetyczne]], rzędu nawet 10<sup>6</sup> A/m w objętości rzędu 1 m³, przy niewielkim poborze energii, która zużywana jest głównie do utrzymania helu w niskiej temperaturze.
Nadprzewodzące elektromagnesy są stosowane w aparatach obrazowania metodą rezonansu magnetycznego MRI (np. do tomografii mózgu), w spektroskopach [[Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego|NMR]] (do obrazowania reakcji chemicznych), w [[Akcelerator cząstek|akceleratorach cząstek elementarnych]] <ref name="doom" />, w [[nadprzewodnikowy zasobnik energii|nadprzewodnikowych zasobnikach energii]], w przemysłowych generatorach [[plazma|plazmy]].
Pole magnetyczne w centrum
: <math>H_0=\frac{NI}{a_1}\cdot\frac{1}{2\beta (\alpha - 1)}\cdot F(\alpha, \beta),</math>
Linia 156 ⟶ 150:
: <math>N</math> – ilość zwojów cewki,
: <math>I</math> – natężenie prądu elektrycznego,
: <math>\alpha</math> – parametr geometryczny
: <math>\beta</math> – parametr geometryczny
: <math>F(\alpha,\beta)</math> – funkcja zależna od geometrii
* solenoid krótki (β << α i β < 1),▼
* solenoid długi (a<sub>1</sub>β >> a<sub>2</sub> > a<sub>1</sub>).▼
Wyróżnia się:
=== Trakcja na poduszce magnetycznej ===
Linia 191 ⟶ 180:
Soczewki wiązek elektronowych mogą być wykorzystane do emitowania spójnego [[Promieniowanie elektromagnetyczne|promieniowania elektromagnetycznego]]<ref name=doom />.
===
{{osobny artykuł|Łożysko magnetyczne}}
Zjawisko lewitacji magnesu nad nadprzewodnikiem zostało zastosowane w konstrukcji łożysk. Jednym z problemów materiałowych przy konstrukcji wykorzystaniu łożysk nadprzewodzących jest pułapkowanie strumienia magnetycznego w nadprzewodniku chłodzonym w obecności pola magnetycznego indukowanego przez pobliski magnes. Zmuszało to konstruktorów do demontowania urządzeń przed każdym chłodzeniem. Dopiero zastosowanie [[Tekstura krystaliczna|teksturowanego]] nadprzewodnika YBaCuO pozwoliło przełamać impas. Część stała łożyska była wykonana z tego nadprzewodnika wysokotemperaturowego, natomiast część wirująca była magnesem stałym. Magnes był odpychany od nadprzewodnika siłami lewitacji i osiągnięto prędkość 135 000 obrotów/min.<ref name=doom />
|