Forskellen mellem superleder og perfekt leder

Superleder vs perfekt leder

Superledere og perfekte ledere er to meget anvendte udtryk inden for elektronik. Disse to fænomener misforstås normalt som et. Denne artikel vil forsøge at fjerne misforståelsen ved at præsentere lighederne og forskellene mellem en superleder og perfekt leder.

Hvad er en perfekt leder?

Ledning af et materiale er direkte forbundet med materialets modstand. Modstand er en grundlæggende egenskab inden for elektricitet og elektronik. Modstanden i en kvalitativ definition fortæller os, hvor svært det er for en elektrisk strøm at flyde. I kvantitativ forstand kan modstanden mellem to punkter defineres som den spændingsforskel, der kræves for at føre en enhedsstrøm over de definerede to punkter. Elektrisk modstand er det inverse af elektrisk ledning. Modstanden af ​​et objekt defineres som forholdet mellem spændingen over objektet og den strøm, der strømmer igennem det. Modstanden i en leder afhænger af mængden af ​​frie elektroner i mediet. En halvlederresistens afhænger hovedsageligt af antallet af anvendte dopingatomer (urenhedskoncentration). Modstanden, som et system viser over for en vekselstrøm, er forskellig fra den til en lige strøm. Derfor indføres betegnelsen impedans for at gøre AC-modstandsberegninger meget lettere. Ohms lov er den mest indflydelsesrige lov, når emnet modstand diskuteres. Den angiver, at for en given temperatur er forholdet mellem spænding over to punkter og den strøm, der passerer gennem disse punkter, konstant. Denne konstant er kendt som modstanden mellem disse to punkter. Modstanden måles i Ohms. En perfekt leder er et materiale, der har nulmodstand under enhver betingelse. En perfekt leder kræver ingen ekstern faktor for at opretholde den perfekte ledningsevne. Den perfekte ledningsevne er en konceptuel situation, der undertiden bruges til at lette beregninger og design, hvor resistiviteten er ubetydelig.

Hvad er en superleder?

Superledelse blev opdaget af Heike Kamerlingh Onnes i 1911. Det er fænomenet at have nøjagtigt nul-resistivitet, når materialet er under en bestemt karakteristisk temperatur. Superledningsevne kan kun observeres i visse materialer. Teoretisk set kan materialet ikke være til stede i materialet, hvis materialet er superledende. Dette kan observeres ved Meissner-effekten, som er den komplette udkastning af magnetiske feltlinjer fra det indre af materialet, når materialet overføres til en superledende tilstand. Superledningsevne er et kvantemekanisk fænomen, og for at forklare tilstanden for superleder er der brug for viden inden for kvantemekanik. Tærskeltemperaturen for en superleder kaldes den kritiske temperatur. Når materialets temperatur sænkes, passerer den kritiske temperatur, falder materialets modstand pludselig til nul. De kritiske temperaturer på superledere er normalt under 10 Kelvin. Superledere ved høj temperatur, som blev opdaget for nylig, kan have kritiske temperaturer så høje som 130 Kelvin eller mere.