Hva er en superledende ledning?

Et superledende materiale er et som under en viss svært lav temperatur ikke har noen elektrisk motstand. En superledende ledning er da en lengde på ledningen laget av superledende materialer. Mens de fleste ledninger er laget av fleksible metaller, er noen av de beste materialene for superledere sprø, så de må pakkes i pulverform i et rør for å bli brukt. Superledende ledning er nyttig fordi den gir mulighet for høyere strømtetthet enn tradisjonelle ledninger. Akkurat som andre superledere, krever imidlertid superledende ledninger svært lave temperaturer for å fungere, og kjøleprosessen kan være ganske dyrt.

Høy strømtetthet er et av de viktigste hensynene innen kretsdesign og er svært viktig når det gjelder å designe små integrerte brikker for bærbare elektroniske enheter. Gjeldende tetthet kan ganske enkelt beskrives som tettheten av elektrisk ladning som strømmer gjennom et ledende materiale. De fleste typer ledere, på grunn av elektrisk motstand, reLeie ut mye varme ved spesielt høye strømtettheter. Superledende ledning har derimot ikke elektrisk motstand, så frigjøring av overflødig varme er ikke noe problem. Superledende ledning kan imidlertid generere nivåer av strømtetthet så høy at de genererer et magnetfelt som kan ha en skadelig effekt på superledelsen.

En av de største utfordringene med å implementere superledende ledninger er behovet for ekstremt lave temperaturer. Superledende materialer mister superledningen og begynner å ha elektrisk motstand over en viss terskeltemperatur, så det er viktig at materialene holdes under den temperaturen. Mange typer superledende ledninger må holdes ved temperaturer godt under 30 Kelvin (-406 ° F), noe som krever bruk av flytende helium eller flytende nitrogen. Noen typer superledere, i et fenomen kjent som "HIGH-temperatur superledelse, "kan fungere ved temperaturer så høye som 125 Kelvin (-235 ° F). Avkjøling av slike superledelsesmaterialer, men fremdeles ikke en enkel oppgave, er rimeligere enn å håndtere de ekstremt lave temperaturene som andre trenger.

Det er dessverre ganske vanskelig å gjøre mange former for superledere, spesielt superledere med høy temperatur, til superledende ledning. Mange superledende materialer med høy temperatur er ganske sprø, så det er ikke sannsynlig å utvikle dem til typiske fleksible ledninger. Det er ofte nødvendig å fylle et rør med en pulverform av det superledende materialet. I mange tilfeller er pulveret innelukket i en form for metall, oppvarmet og komprimert til en bred, flat ledning. Slike superledende ledninger mangler fleksibiliteten i tradisjonell ledning, men kan være ganske nyttig likevel.