Co to jest magnes nadprzewodzący?

Magnes nadprzewodzący to elektromagnet, w którym cewki są wykonane z nadprzewodnika typu II. Może z łatwością tworzyć stałe pola magnetyczne 100 000 oersted (8 000 000 amperów na metr). Wytwarzają silniejsze pola magnetyczne niż standardowe elektromagnety rdzeniowe żelaza i kosztują mniejsze do obsługi.

Aby zrozumieć, czym jest magnes nadprzewodowy, ważne jest, aby wiedzieć trochę o nadprzewodnictwa. Kiedy niektóre metale i ceramika są chłodzone z zakresu stopni w pobliżu bezwzględnego zera, tracą odporność elektryczną. Temperatura ta nazywa się temperaturą krytyczną (TC) i jest inna dla każdego materiału. Gdy nie ma rezystancji elektrycznej, elektrony mogą swobodnie wędrować w całym materiale. Element może pomieścić duże ilości prądu przez długi czas bez utraty energii jako ciepła. Ta zdolność do przechowywania ekstremalnego ładunku elektrycznego nazywa się nadprzewodnictwem.

Większość metali ma tkaną strukturę atomową. Ich elektrony są luźno trzymane, więcże mogą łatwo poruszać się i wychodzą z tkanego wzoru. W miarę poruszania się elektronów zderzają się z atomami i tracą energię w postaci ciepła. Z tego powodu metale są w stanie bardzo dobrze podgrzewać i prowadzić energię elektryczną. Właśnie dlatego doniczki i patelnie i rzeczy takie jak piekarniki tosterowe są zbudowane z metalu.

W nadprzewodniku elektrony przemieszczają się parami i poruszają się między atomami, zamiast zderzać się z nimi. Gdy negatywnie naładowany elektron porusza się przez splot z dodatnio naładowanymi atomami, przyciąga te dodatnie atomy. Kolejny elektron jest przyciągany do oporu i łączy się z oryginalnym elektronem. Ciągle się uwolnią i łączą z innymi elektronami, ale bez oporu. Z tego powodu nie tracą ciepła i energii jak standardowy metal.

Superprzewodnicy typu II są typem stosowanym w cewkach magnesu nadprzewodzącego. Superconduc typu IITor osiąga TC w niższej temperaturze niż nadprzewodniki typu I. Mają stopniowe przejście od nadprzewodzących do stanu normalnego w polu magnetycznym. Te dwie cechy pozwalają im przeprowadzić wyższe prądy niż typ I.

Do lewitacji magnetycznej można zastosować magnes nadprzewodowy. W efekcie Meissnera dysku nadprzewodzący jest umieszczony pod magnesem i chłodzony za pomocą ciekłego azotu. Nadprzewodniczący jest otwarty na zaakceptowanie ładunku, ponieważ jest chłodzony, magnes indukuje prąd, a zatem pole magnetyczne w nadprzewodniku, a magnes zaczyna unosić się nad tym polem.

Badania trwają prace nad użyciem magnesu nadprzewodzącego dla systemu pociągu lewitującego. Uważa się również za tworzenie małych, ale mocnych magnesów używanych do obrazowania rezonansu magnetycznego (MRI). Plany długoterminowe obejmują odkrywanie materiałów, które mogą powodować nadprzewodnictwo bez zamrażania. Jeśli ten materiał zostanie odkryty, zmieni przyszłość wielu dziedzin IncLudowanie transportu i produkcji energii.