Kun kerran I=U/R, mitä tapahtuu suprajohteessa? Kulkeeko johtimessa äärettömän suuri virta äärettömän pienellä jännitteellä? Nollalla jakaminen kun tuottaa pieniä ongelmia tässä kohtaa...
Suprajohde
Jyde
4
1005
Vastaukset
- Lise
Myös suprajohteessa virta pysyy äärellisenä nollaresistanssista huolimatta. Tämä johtuu siitä, että suprajohteen ympärille syntyy virran suuruuteen verrannollinen magneettikenttä. Koska energiaa ei tyhjästästä synny, on tämän magneettikentän energialla suprajohteeseen syötettävän energian määräämä maksimienergia, joka siis määrää myös suprajohteessa kulkevan (maksimi)virran.
Ääretön virta johtaisi äärettömän suuren energian magneettikenttään, mikä olisi hieman epäfysikaalista :) - toinen näkökulma
Kun virta kulkee johtimessa, siinä olevia elktroneja kiihdyttää jännite ja hidastaa törmäykset aineessa (resistanssi). Kun kiihdyttävä voima on yhtä suuri kun keskimääräinen vastustava voima, virta saa tietyn lähe svakion arvonsa. Suprajohteessa nämä törmäykset ovat pieniä tai ne eivät vastusta liikettä (törmäykset vuoroin kiihdyttää ja vastustaa, niiden voimien summa keskimääräsesti nolla). Jännite ei voi kiihdyttää pienessä ajassa elektroneja mielettömän suurin nopeuksiin vaan ainoastaan sen matkan ajan jonka ne kulkee virta piirissä. Näin ollen virtakaan ei voi olla äärettömän suuri.
Hyviä vastauksia, mutta ilmeneekö tämä virtaa rajoittava tekijä sitten jonkinlaisena esim induktiivisenä impedanssina? Miten se on sähköopillisesti laskettavissa. Onko vaihtovirralla suprajohtimessa tavallisesta ("geometrisestä") induktanssista poikkeava vaihekulma? Entä teho (johdinhan ei kuumene)?
- Es-opiskelija.
Yusa kirjoitti:
Hyviä vastauksia, mutta ilmeneekö tämä virtaa rajoittava tekijä sitten jonkinlaisena esim induktiivisenä impedanssina? Miten se on sähköopillisesti laskettavissa. Onko vaihtovirralla suprajohtimessa tavallisesta ("geometrisestä") induktanssista poikkeava vaihekulma? Entä teho (johdinhan ei kuumene)?
Melko hyvä johdanto suprajohtavuuteen on seuraavassa osoitteessa: http://web.mit.edu/6.763/www/FT03/PSfiles/CH-117_(KAD-TPO_revised)_corrected_1.pdf
Artikkelissa on käsitelty myös suprajohde-elektroniikan perusteita eli ns. Josephsonin yhtälöitä joiden perusteella tehdään luultavasti maailman herkimmät mitta-anturit (SQUID-anturit).
Eikös muuten induktanssi ole riippuvainen komponentin muodosta joka on laskettavissa yksinkertaisille geometrisille objekteille suoraan kaavoista?
Sitten virtaa rajoittavaan kysymykseen: ns. II tyypin suprajohteet, joista käytännön suprajohtavat magneetit valmistetaan, ovat sen luonteisia että kriittisen magneettikentän1 yläpuolella alkaa niihin muodostua ns. vortekseja jotka ovat normaalitilassa (ei siis suprajohtavia) olevia alueita ja niiden liike saa aikaan häviöitä jonka seurauksena suprajohtavuus häviää joko liian korkeassa magneettikentässä tai liian korkealla virralla (riippuvat myös lämpötilasta). Suprajohteessa virrantiheys voi olla jopa 10E10 A/m2 eli 1000 kertaa enemmän kuin kuparissa.
Helpointa suprajohdekomponenttia on ajatella pelkästään indukstiivisena kuormana kuten ne käytännössä ovatkin eli joko voimakkaan magneettikentän luomiseen valmistettuna suprajohdemagneettina tai matalissa lämpötiloissa (alle 4 K) käytettävänä mittalaitekelana. Piirianalyysin mukaisesti vaihtovirta aiheuttaa taajuudesta riippuvan jännitemuutoksen kelan yli ja 90 asteen vaihe-eron niin että jännitteen vaihe on edellä virtaa. Kun taajuus on nolla niin kelan yli ei ole jännite-eroa eli kela on suprajohtava. Teho = 2 x pii x taajuus x induktanssi x virta x virta. Koska kyseisessä komponentissa on 90 asteen vaihe-ero virran ja jännitteen välillä niin kyseessä on loisteho ja häviöitä ei mene resistiiviseen kuormaan (lämmöksi).
Ketjusta on poistettu 0 sääntöjenvastaista viestiä.
Luetuimmat keskustelut
- 1202248
Teemu Keskisarja (ps) loisti- ja hurmasi MTV:n tentissä.
https://www.mtvuutiset.fi/artikkeli/kommentti-keskisarja-sekoitti-pakan-suomiareenan-puheenjohtajatentissa/9180380 Kuten4232151Sinun ja kaipaamasi törmääminen
Missä sinä haluaisit sen satunnaisen kohtaamisen mieluiten tapahtuvan?971176Ammuskelua Eliaksenkadulla
Mikä homma? Hirven metsästykseen vielä lähemäs 3kk. Oliko lie puuman metsästystä..?13958Olen pahoillani jos kärsit.
Mutta meidän välejä ei voi korjata. Rakastin sua tiedoksi. Älä tee itelles mitään vaan hae apua.34790- 44784
Ymmärrätköhän nainen
Etten halua että ottaisit sitä suuhusi. Minusta se on ällöttävää, vaikka kivalta se kai tuntuisi, mutta vain minusta. Mi109756Kamalaa! Ketä tappoi vanhempansa Huittisissa? Ketkä tapettiin?
Kamalaa! Ketä tappoi vanhempansa Huittisissa? Ketkä tapettiin? Shokki!14740Sinkkujen lapset ja kesäloman pituus
Tuli mieleeni kysyä oletteko huolissanne lasten ja nuorten tulevaisuudesta, tai siitä mitä he nyt joutuvat kokemaan yhte166706Luvattiin työpaikka, mutta mitään ei kuulukaan
Kuinka yleistä tällainen on? Ehdin jo iloita työpaikasta, turhaan, kun mitään ei kuulukaan työnantajasta, joka ilmoitti32669