Принцип сверхпроводимости. Влияние магнитного поля
Принцип сверхпроводимости. Влияние магнитного поля - Конспект Лекций, раздел Философия, Конспект лекций. Лекция 1. Введение в предмет 1.3. Роль материалов в современной технике
Протекание Тока В Проводниках Всегда Связано С Потерями Энерг...
Протекание тока в проводниках всегда связано с потерями энергии, т.е. с переходом энергии из электрического вида в тепловой вид. Этот переход необратим. На самом деле, - и этот факт удивителен, существует ряд проводников, в которых, при выполнении некоторых условий, потерь энергии при протекании тока нет!
Сверхпроводимость, как и сверхтекучесть, были обнаружены в экспериментах при сверхнизких температурах, вблизи абсолютного нуля температур. По мере приближения к абсолютному нулю колебания решетки замирают. Сопротивление протеканию тока уменьшается даже согласно классической теории, но до нуля при некоторой критической температуре Тс, оно уменьшается только согласно квантовым законам.
Однако эти явления характерны только для слабых магнитных полей. Оказывается, сильное магнитное поле может проникать в материал, более того, оно разрушает самое сверхпроводимость! Вводят понятие критического поля Вс, которое разрушает сверхпроводник. Оно зависит от температуры: максимально при температуре, близкой к нулю, исчезает при переходе к критической температуре Тс. Для чего нам важно знать напряженность, (или индукцию) при которой исчезает сверхпроводимость? Дело в том, что при протекании тока по сверхпроводнику физически создается магнитное поле вокруг проводника, которое должно действовать на проводник.
Чем больше ток, тем больше поле. Таким образом, при некоторой индукции (или напряженности) сверхпроводимость пропадает, а следовательно, через проводник можно пропустить только ток, меньше того, который создает критическую индукцию.
Таким образом для сверхпроводящего материала мы имеем два параметра: критическая индукция магнитного поля Вс и критическая температура Тс.
Температурную шкалу в криогенной области условно делят на несколько областей по температурам кипения сжиженных газов: гелиевая (ниже 4.2 К), водородная 20.5 К, азотная 77 К, кислородная 90 К, аммиак (-33 °С). Если бы удалось найти материал, у которого температура кипения была бы вблизи или выше водородной - затрат на поддержание кабеля в рабочем состоянии было бы в десять раз меньше чем для гелиевых температур. При переходе к азотным температурам был бы выигрыш еще на несколько порядков величины. Поэтому сверхпроводящие материалы, работающие при гелиевых температурах, хотя были открыты более 80 лет назад, до сих пор не нашли применения в энергетике.
7 сентября 8-0542-328432 Анатолий Васильевич Сумы.
Роль материалов в современной технике.
Материалы играют определяющую роль в техническом прогрессе. Выше мы рассматривали пример из области вычислительной техники, когда совершенствование материала и технологии изготовления элементов обо
Основное уравнение электропроводности.
Можно написать наиболее общую формулу, для плотности тока j, верную для любых сред,
j = S ni·qi·Vi
Здесь i - тип или cорт заряда, (например электр
Электропроводность газов
Газы обладают исключительно малой проводимостью. Это связано с очень низкой концентрацией носителей заряда. Появление носителей в газе происходит за счет ионизации нейтральных молекул под действием
Электропроводность жидкостей.
Современные представления о проводимости диэлектрических жидкостей состоят в следующем. Здесь носителями заряда являются ионы, т.к. электроны легко прилипают к нейтральным молекулам жидкости и не м
Диэлектрическая проницаемость.
Одной из важнейших характеристик диэлектриков, имеющей важнейшее значение для техники является его относительная диэлектрическая проницаемость ε.
Эта величина предста
Электрическая прочность диэлектриков.
Диэлектрик, находящийся в электрическом поле, при определенном значении напряженности электрического поля теряет изоляционные свойства. Это явление носит название пробоя, а значение напряжен
Тепловые характеристики материалов.
К важнейшим тепловым свойствам диэлектриков относятся нагревостойкость, холодостойкость и тепловое расширение.
Температура - это понятие, введенное для характеристики энергии, которой обла
Область применения и общие характеристики жидких диэлектриков.
С электрофизической точки зрения наиболее важными характеристиками жидкостей являются диэлектрическая проницаемость, электропроводность и электрическая прочность.
Диэлектрическая проницаем
Используемые и перспективные жидкие диэлектрики.
Наиболее распространенный в энергетике жидкий диэлектрик - это трансформаторное масло.
Трансформаторное масло, - очищенная фракция нефти, получаемая при перегонке, кипящая при температуре
Основные физико-химические свойства масла.
Из основных характеристик масла отметим, что оно горючее, биоразлагаемое, практически не токсичное, не нарушающее озоновый слой. Плотность масла обычно находится в диапазоне (0.84-0.89)×10
Конденсаторное и кабельное масла.
Из родственных трансформаторному маслу по свойствам и применению жидких диэлектриков стоит отметить конденсаторные и кабельные масла.
Конденсаторные масла. Под этим термином объединена гру
Синтетические диэлектрические жидкости.
Второй тип жидких диэлектриков - трудногорючие и негорючие жидкости. Жидких диэлектриков с такими свойствами достаточно много. Наибольшее распространение в энергетике и электротехнике получили хлор
Общие характеристики твердых диэлектриков.
Твердые диэлектрики - это чрезвычайно широкий класс веществ, содержащий вещества с радикально различающимися электрическими, теплофизическими, механическими свойствами.
Например, диэлектри
Полимерные материалы.
Полимеры, как правило, являются хорошими диэлектриками. Они обладают низкими диэлектрическими потерями, высоким удельным сопротивлением, высокой электрической прочностью, высокой технологичностью и
Бумага и картон
Бумаги и картоны – это листовые или рулонные материалы коротковолокнистого строения, состоящие в основном из древесной целлюлозы. Важным преимуществом этих материалов является то, что они производя
Слоистые пластики
Широкое применение в качестве конструкционных и электроизоляционных материалов имеют слоистые пластики — композиции, состоящих из волокнистого листового наполнителя — бумаги, ткани, стеклоткани, пр
Лакоткани
Лакотканью называется гибкий электроизоляционный материал, представляющий собой ткань, пропитанную электроизоляционным лаком. Ткань обеспечивает значительную механическую прочность, а лаковая пленк
ПРОВОДЯЩИЕ МАТЕРИАЛЫ.
В зависимости от плотности тока в проводах потери могут сильно различаться. Ясно, что при пропускании определенной мощности по линии электропередач, например для трехфазной линии Р
Материалы для проводов. Медь, алюминий.
Основной характеристикой проводника является его удельное сопротивление.
Естественно, чем оно ниже, тем лучшим проводником является тот или иной материал. Из проводниковых
Материалы для контактов.
Проводники в месте контакта отличаются от проводников в объеме проводов несколькими обстоятельствами их функционирования.
Во - первых, невозможно сделать пл
Металлические резистивные материалы
Из металлических материалов для резисторов наибольшее распространение получили материалы на основе никеля, хрома и железа, т.н нихромы, и родственные им материалы на основе железа, хрома и алюминия
Новости и инфо для студентов