آموزش های پایه ای برق, مقالات
تفاوت بین مواد رسانا و ابررسانا
دسامبر
در این مقاله قصد داریم در مورد مواد رسانا و ابررسانا صحبت کنیم.
فهرست مطالب
- 1- رسانا چیست؟
- 2- ابر رسانا چیست؟
- 3- تفاوت بین رسانا و ابررسانا
فرق اصلی بین مواد رسانا و ابررسانا آن است که مواد ابررسانا دارای مقاومت الکتریکی صفر هستند، اما رساناها دارای مقدار کمی مقاومت‌می‌باشند.در حقیقت ابررساناها نوع خاصی از مواد رسانا هستند که فقط هنگامی که دمای آنها به دمای کمتر از دمای بحرانی برسد، دارای خاصیت ابررسانایی‌می‌گردند.برای بررسی بیشتر نیاز‌است که با تعاریف هریک آشنا شویم.
————————————————–
1- رسانا چیست؟
در مهندسی برق و الکترونیک، رساناها موادی‌هستند که در آنها بارهای الکتریکی قادرند آزادانه شارش یابند که شارش بارها در واقع جریان الکتریکی نامیده‌می‌شود. اکثر مواد رسانای الکتریکی از جنس فلز‌هستند مثل مس، نقره، طلا و غیره. در چنین موادی با اعمال ولتاژ الکترون‌ها یا یون‌های آزاد شروع به حرکت می‌کنند و از این رو در آنها جریان شارش می‌یابد.
مثالی از مواد رسانا: مس، نقره، طلا و آلومینیوم.
————————————————–
2- ابررسانا چیست؟
یک ابررسانا ماده‌ای‌است که دارای مقاومت الکتریکی صفر‌است یعنی هیچ گونه مخالفتی با جریان الکتریکی ندارد. مقاومت باعث هدررفت انرژی به صورت گرما می‌گردد اما چون هیچ‌گونه مقاومتی وجود ندارد در نتیجه هیچ تلفاتی نیز در داخل ابررسانا وجود نخواهد‌داشت. مقاومت بطور مستقیم با دما متناسب‌است اما بر خلاف رساناهای عادی که مقاومتشان به آرامی کاهش می‌یابد، مقاومت ابررساناها در یک دمای مشخص موسوم به دمای بحرانی به صفر می‌رسد.
رساناهای عادی، حتی زمانی که دمای آنها به صفر مطلق برسد دارای مقدار کمی مقاومت خواهند بود اما مقاومت ابررساناها در دمای کمتر از دمای بحرانی سریعا به صفر می‌رسد.
ابررسانایی یک پدیده کوانتومی‌است که در برخی رساناهای خاص، در دمای کمتر از دمای بحرانی اتفاق می‌افتد. ابررسانا یک قفل‌شدگی کوانتومی یا انتشار را در داخل یک میدان مغناطیسی تجربه‌می‌کند که در آن مکان خود را در داخل یک میدان مغناطیسی موسوم به انتشار (شناوری) مغناطیسی قفل می‌کند.
مثال‌هایی از ابررساناها:
جیوه زمانیکه تا دمای 4.1 درجه کلوین سرد شود مقاومت خود را از دست می‌دهد و همانند یک ابررسانا عمل‌می‌کند.
27 فلز خالص موسوم به ابررساناهای نرم یا کلاس 1 که در دماهای بحرانی دارای مقاومت صفر‌هستند از قبیل آلومینیوم، روی، جیوه، سرب و غیره.
ابررساناهای کلاس 2 که از آلیاژهایی موسوم به ابررسانای سخت با میدان مغناطیسی بحرانی قویتر از قبیل NbTi (نیوبیم-تیتانیوم) ساخته‌شده‌است. این ابررساناها در یک حالت گردابی (سرگردان) (ترکیبی از رسانا و ابررسانا) قرار‌می‌گیرند.
————————————————–
3- تفاوت بین مواد رسانا و ابررسانا
