Διαφορά μεταξύ υπεραγωγού και τέλειου αγωγού

Υπεραγωγοί εναντίον τέλειων αγωγών

Υπεραγωγοί και τέλειοι αγωγοί είναι δύο ευρέως χρησιμοποιούμενοι όροι στην ηλεκτρονική. Αυτά τα δύο φαινόμενα συνήθως παρεξηγηθούν ως ένα. Αυτό το άρθρο θα προσπαθήσει να καταργήσει την παρεξήγηση παρουσιάζοντας τις ομοιότητες και τις διαφορές μεταξύ ενός υπεραγωγού και ενός τέλειου αγωγού.

Τι είναι ο τέλειος αγωγός;

Η συμπεριφορά ενός υλικού συνδέεται άμεσα με την ειδική αντίσταση του υλικού. Η αντίσταση είναι θεμελιώδης ιδιότητα στον τομέα της ηλεκτρικής ενέργειας και των ηλεκτρονικών. Η αντίσταση σε έναν ποιοτικό ορισμό μας λέει πόσο δύσκολο είναι να ρεύσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Στην ποσοτική έννοια, η αντίσταση μεταξύ δύο σημείων μπορεί να οριστεί ως η διαφορά τάσης που απαιτείται για να ληφθεί ένα ρεύμα μονάδας στα καθορισμένα δύο σημεία. Η ηλεκτρική αντίσταση είναι το αντίστροφο της ηλεκτρικής αγωγιμότητας. Η αντίσταση ενός αντικειμένου ορίζεται ως η αναλογία της τάσης κατά μήκος του αντικειμένου προς το ρεύμα που διέρχεται από αυτό. Η αντίσταση σε έναν αγωγό εξαρτάται από την ποσότητα των ελεύθερων ηλεκτρονίων στο μέσο. Η αντίσταση ενός ημιαγωγού εξαρτάται κυρίως από τον αριθμό των χρησιμοποιούμενων ατόμων ντόπινγκ (συγκέντρωση ακαθαρσιών). Η αντίσταση που ένα σύστημα δείχνει σε ένα εναλλασσόμενο ρεύμα είναι διαφορετική από εκείνη σε ένα συνεχές ρεύμα. Ως εκ τούτου, ο όρος σύνθετη αντίσταση εισάγεται προκειμένου να καταστούν οι υπολογισμοί αντίστασης AC πολύ ευκολότεροι. Ο νόμος του Ohm είναι ο πιο ισχυρός νόμος όταν συζητείται η αντίσταση του θέματος. Δηλώνει ότι για μια δεδομένη θερμοκρασία, ο λόγος τάσης σε δύο σημεία, στο ρεύμα που διέρχεται από αυτά τα σημεία, είναι σταθερός. Αυτή η σταθερά είναι γνωστή ως η αντίσταση μεταξύ αυτών των δύο σημείων. Η αντίσταση μετράται σε Ohms. Ένας τέλειος αγωγός είναι ένα υλικό που έχει μηδενική αντίσταση υπό οποιεσδήποτε συνθήκες. Ένας τέλειος αγωγός δεν απαιτεί κανένα εξωτερικό παράγοντα για να διατηρήσει την τέλεια αγωγιμότητα. Η τέλεια αγωγιμότητα είναι μια εννοιολογική κατάσταση, η οποία μερικές φορές χρησιμοποιείται για να διευκολύνει τους υπολογισμούς και τα σχέδια όπου η ειδική αντίσταση είναι αμελητέα.

Τι είναι ο υπεραγωγός;

Η υπεραγωγιμότητα ανακαλύφθηκε από τον Heike Kamerlingh Onnes το 1911. Είναι το φαινόμενο της ακρίβειας μηδενικής αντίστασης όταν το υλικό βρίσκεται κάτω από μια συγκεκριμένη χαρακτηριστική θερμοκρασία. Η υπεραγωγιμότητα μπορεί να παρατηρηθεί μόνο σε ορισμένα υλικά. Θεωρητικά, εάν το υλικό είναι υπεραγώγιμο, δεν μπορεί να υπάρχει μαγνητικό πεδίο μέσα στο υλικό. Αυτό μπορεί να παρατηρηθεί από το φαινόμενο Meissner, που είναι η πλήρης εκτόξευση γραμμών μαγνητικού πεδίου από το εσωτερικό του υλικού καθώς το υλικό μεταφέρεται σε μια υπεραγώγιμη κατάσταση. Η υπεραγωγιμότητα είναι ένα κβαντικό μηχανικό φαινόμενο και για να εξηγήσει την κατάσταση του υπεραγωγού, απαιτείται γνώση της κβαντικής μηχανικής.Η θερμοκρασία κατωφλίου ενός υπεραγωγού είναι γνωστή ως η κρίσιμη θερμοκρασία. Όταν η θερμοκρασία του υλικού μειωθεί περάσει την κρίσιμη θερμοκρασία η αντίσταση του υλικού πέφτει απότομα στο μηδέν. Οι κρίσιμες θερμοκρασίες των υπεραγωγών είναι συνήθως κάτω από 10 Kelvin. Οι υπεραγωγοί υψηλής θερμοκρασίας, οι οποίοι ανακαλύφθηκαν πιο πρόσφατα, μπορούν να έχουν κρίσιμες θερμοκρασίες έως και 130 Kelvin ή περισσότερο.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ υπεραγωγού και τέλειου αγωγού; • Η υπεραγωγιμότητα είναι ένα φαινόμενο που συμβαίνει στην πραγματική ζωή, ενώ η τέλεια αγωγιμότητα είναι μια υπόθεση που γίνεται για να διευκολυνθούν οι υπολογισμοί. • Οι τέλειοι αγωγοί μπορούν να έχουν οποιαδήποτε θερμοκρασία, αλλά οι υπεραγωγοί υπάρχουν μόνο κάτω από την κρίσιμη θερμοκρασία του υλικού.