แม่เหล็กยิ่งยวดคืออะไร?

แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ขดลวดทำจากตัวนำยิ่งยวดแบบที่สอง สามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่มีความเสถียรสูงถึง 100,000 Oersted (8,000,000 แอมแปร์ต่อเมตร) พวกเขาผลิตสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งกว่าแม่เหล็กไฟฟ้าแกนเหล็กมาตรฐานและค่าใช้จ่ายน้อยกว่าในการใช้งาน

เพื่อที่จะเข้าใจว่ายิ่งยวดแม่เหล็กคืออะไรมันเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องรู้เกี่ยวกับตัวนำยิ่งยวด เมื่อโลหะและเซรามิกบางชนิดเย็นตัวในช่วงองศาใกล้ศูนย์สัมบูรณ์พวกมันจะสูญเสียความต้านทานไฟฟ้า อุณหภูมินี้เรียกว่าอุณหภูมิวิกฤติ (Tcc) และแตกต่างกันไปในแต่ละวัสดุ เมื่อไม่มีความต้านทานไฟฟ้าอิเล็กตรอนสามารถเดินไปมาได้อย่างอิสระตลอดทั้งวัสดุ องค์ประกอบสามารถเก็บกระแสจำนวนมากเป็นเวลานานโดยไม่สูญเสียพลังงานเป็นความร้อน ความสามารถในการเก็บประจุไฟฟ้าที่รุนแรงนี้เรียกว่าตัวนำยิ่งยวด

โลหะส่วนใหญ่มีโครงสร้างอะตอมแบบทอ อิเล็กตรอนของพวกเขาจะถูกจัดขึ้นอย่างอิสระเพื่อให้พวกเขาสามารถย้ายเข้าและออกจากรูปแบบการทอ เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่พวกมันจะชนกับอะตอมและสูญเสียพลังงานในรูปของความร้อน โลหะสามารถให้ความร้อนและนำไฟฟ้าได้ดีด้วยเหตุนี้ นี่คือเหตุผลที่หม้อและกระทะและสิ่งต่าง ๆ เช่นเตาอบเครื่องปิ้งขนมปังสร้างจากโลหะ

ในตัวนำยิ่งยวดอิเล็กตรอนเคลื่อนที่เป็นคู่และเคลื่อนที่ระหว่างอะตอมแทนที่จะชนกับพวกมัน เมื่ออิเล็กตรอนมีประจุเป็นลบจะเคลื่อนที่แม้ว่าการทอด้วยอะตอมที่มีประจุเป็นบวกจะดึงอะตอมบวกเหล่านั้นออกมา อิเล็กตรอนอีกตัวถูกดึงเข้าหาแนวต้านและจับคู่กับอิเล็กตรอนดั้งเดิม พวกมันหลุดออกมาอย่างต่อเนื่องและเข้าร่วมกับอิเลคตรอนอื่น ๆ แต่ก็ไม่มีการต่อต้าน ด้วยเหตุนี้พวกเขาจึงไม่สูญเสียความร้อนและพลังงานเช่นเดียวกับโลหะมาตรฐาน

ตัวนำยิ่งยวด Type II เป็นชนิดที่ใช้ในขดลวดแม่เหล็กยิ่งยวด ตัวนำยิ่งยวด Type II ถึง Tc ที่อุณหภูมิต่ำกว่าตัวนำยิ่งยวด Type I พวกมันมีการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปจากตัวนำยิ่งยวดไปสู่สถานะปกติภายในสนามแม่เหล็ก คุณสมบัติทั้งสองนี้ช่วยให้พวกเขาสามารถดำเนินการกระแสสูงกว่าประเภทที่ 1

แม่เหล็กยิ่งยวดสามารถใช้เป็นแม่เหล็กลอยได้ ใน Meissner Effect ดิสก์ superconductive จะวางอยู่ใต้แม่เหล็กและระบายความร้อนด้วยไนโตรเจนเหลว ตัวนำยิ่งยวดเปิดให้รับประจุเนื่องจากมันถูกทำให้เย็นลงแม่เหล็กเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าและทำให้สนามแม่เหล็กในตัวนำยิ่งยวดและแม่เหล็กเริ่มลอยเหนือสนามนั้น

การวิจัยอยู่ในงานที่ใช้แม่เหล็กตัวนำยิ่งยวดสำหรับระบบรถไฟลอยตัว มันยังได้รับการพิจารณาสำหรับการสร้างแม่เหล็กขนาดเล็ก แต่ทรงพลังที่ใช้ในการถ่ายภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก (MRI) แผนระยะยาวนั้นรวมถึงการค้นพบวัสดุที่สามารถสร้างความเป็นตัวนำยิ่งยวดโดยไม่ต้องแช่แข็ง หากมีการค้นพบสารนี้มันจะเปลี่ยนอนาคตของหลายสาขารวมถึงการขนส่งและการผลิตพลังงาน