Cтраница 1
Сверхпроводник обнаруживает совершенный диамагнетизм тем, что магнитный поток из его внутренней части вытесняется. [1]
![]() |
Плотность состояний сверхпроводника при температуре Г 0 ( сплошная кривая и Т 5 0 ( штриховая и для несверхпроводника ( штрихпунктирная.| Зависимость магнитной индукции. [2] |
Сверхпроводники 1 рода характеризуются одним значением критического магнитного поля Всп /, при котором сверхпроводимость разрушается. [3]
Сверхпроводники с высоким критическим полем, к числу которых относится Nb3Sn, отличаются по своим магнитным свойствам от так называемых мягких сверхпроводников, таких как свинец или олово. Обычно приложенное магнитное поле проникает в сверхпроводник с высоким критическим полем без разрушения сверхпроводимости; для Nb3Sn это проникновение наблюдается в поле, составляющем сотую долю поля, необходимого для полного разрушения сверхпроводимости. [4]
Сверхпроводники применяют дящий ток является незатухакн) дим, прекрасного запоминающего запасы информации. [5]
Сверхпроводники, обладающие положительной поверхностной энергией и проявляющие эффект Мейсснера при напряженности магнитного поля вплоть до критического значения Якр, называются сверхпроводниками 1-го рода. Как выше оыло показано, такими обычно являются мягкие чистые металлы: длина когерентности в них больше глубины проникновения. [6]
Сверхпроводники 2-го рода, напротив, имеют короткую длину когерентности и отрицательную поверхностную энергию. Эффект Мейсснера проявляется в них только в ограниченном интервале напряженностей поля, далеко не достигающем напряженности термодинамического критического поля Якр. Сверхпроводники 2-го рода вследствие преобладания в них тенденции к образованию смешанной структуры, состоящей из нормальных и сверхпроводящих областей малого размера, остаются сверхпроводящими в сильных полях, превышающих значение, при котором поле проникает внутрь материала. Способность сохранять сверхпроводимость в сильных полях является качеством, особенно полезным при сооружении магнитов и других сверхпроводящих устройств. Поэтому сверхпроводники 2-го рода заслуживают детального рассмотрения. [7]
Сверхпроводники могут передавать ток или по поверхности, как в сверхпроводниках 1-го рода ниже Якр ( или 2-го рода ниже Якр, или по объему, как в сверхпроводниках 2-го рода. Поверхностный ток в сверхпроводнике 1-го рода лимитируется объемным критическим полем Якр. [8]
Сверхпроводники 2-го рода могут использоваться в принципе и в статоре, и в роторе генератора, хотя возникающие при этом проблемы несколько различны. [9]
Сверхпроводники могут использоваться непосредственно в роторе генератора. В обмотке ротора возникают лишь очень малые высокочастотные гармоники переменного тока, наводимые токами статора. Поскольку, в сущности, магнитные условия практически неизменны, сверхпроводники в роторной обмотке будут работать надежно. В таком случае можно обойтись без железа, так как поля в 40 кА / см легко можно будет получить при помощи сверхпроводящих обмоток умеренных размеров и веса. [10]
Сверхпроводники открывают возможность передачи энергии переменным или постоянным током при высоких значениях тока и низких напряжениях. Применение низких напряжений снижает нежелательные эффекты емкостного сопротивления в системе переменного тока. Кроме того, сверхпроводники открывают возможность существенного снижения потерь в системах передачи энергии как постоянным, так и переменным токами. В некоторых системах электрические потери при этом могут быть равны нулю, однако в общий энергетический баланс необходимо включать потери при охлаждении за счет тепловых притоков в область низких температур. [11]
Сверхпроводники 1-го рода обладают основными свойствами, необходимыми элементу вычислительных машин, а именно: двумя устойчивыми состояниями, очень большими скоростями переключения состояний, малыми размерами, малым потреблением энергии и низкими энергетическими потерями. В настоящее время разрабатываются два основных типа логического элемента, использующего эти свойства сверхпроводников: криотрон и ячейка Кроу. Криотрон является переключающим устройством и может быть использован для осуществления алгоритмических функций вычислительной машины. Ячейка Кроу, или, в ее современном виде, запоминающее устройство на сплошной пленке, является элементом хранения информации с очень высокой плотностью упаковки. [12]
Сверхпроводники могут использоваться, в частности, в усилителях, приемниках излучения, генераторах сигналов и умножителях. В этих устройствах находит применение целый ряд свойств сверхпроводников. В качестве электронных устройств могут быть внедрены сверхпроводники как 1-го, так и 2-го рода. В качестве примера применения сверхпроводников в электронике рассмотрим способ измерения инфракрасного излучения; этот пример уже реализован на практике и представляет собой весьма удачное место приложения сверхпроводников. [13]
![]() |
Свойства некоторых сверхпроводников II рода. [14] |
Сверхпроводники делятся на сверхпроводники I и II рода. В начале табл. 9 - 7 ( до свинца включительно) помещены сверхпроводники I рода; все они чистые металлы. К сверхпроводникам II рода ( нижняя часть таблицы) относятся ниобий и сплавы металлов. Различие между сверхпроводниками I и II рода заключается в том, что сверхпроводники I рода являются идеальными диа-магнетиками: магнитное поле в них не проникает, и ток течет только в тонком поверхностном слое толщиной около 5 - Ю 6 см. В глубь сверхпроводника II рода магнитный поток проникает. [15]