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
1023
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
Persujen mukaan rasismi on huumoria
Vaan kun koomikko kutsui Halla-ahoa fasistiksi, niin piti haastaa oikeuteen. Mihin se huumorinitaju yhtäkkiä hävisi? ⠀2516460Rasismia kaikkialla näkevät ovat Suomen tyhmimpiä ihmisiä
ja monillahan kuluu myös mielialalääkkeitä, eli päässä on ongelmia. Mutta he eivät tajua kuinka paljon ja ihan todellis1986014Ei kahta sanaa etteikö Petteri Orpo hyväksy rasismia
Koska jatkaa hallituksessa rasistisen perussuomalaisiksi itseään kutsuvan puolueen kanssa. Se on Petteri Orpon arvomaai225561Mitkäs nuorisoporukat ovat toisia nuoria ryöstelleet (selvää rassismia)
No poliisi kertoo, että maahanmuuttajataustaisia ovat, ja isot porukat sillä yhden suomalaisen uhrin kimpussa on ollut j1254328Hallitus on kaadettava ja Orpon on erottava
Mikään muu hallitus ei ole oman elämäni aikana tuhonnut näin paljon tämän maan taloutta ja työllisyyttä sekä suomen main1513568Lasse Lehtonen vaatii persuja pyytämään anteeksi aasialaisilta
Persut ova romahduttaneet Suomen maakuvan parissa päivässä negatiiviseksi rasismillaan ja se alkaa vaikuttamaan jo Suome1303373HS 12/25 kysely: persut romahti, demarit raketoi
Kyyti on kylmää persuleirissä, saattaa vetää siellä silmätkin viirulleen. Sen sijaan SDP:n puoluetoimistolla voidaan pok233066Rasismi rapauttaa Suomen mainetta ja hallituksen hiljaisuus pahentaa vahinkoa
Finnairin viesti Japanista on pysäyttävä: suomalaisen politiikan rasismikohut heijastuvat suoraan matkustuspäätöksiin ja2762530Töppö-persut ovat todella tyhmiä
sen kertoo tämäkin avaus: "Persujen suosio vain laskee" Töppö-persu vaan unohtaa, että ennen tätä galluppia persujen kan82512- 1382377