Co to jest drut nadprzewodzący?

Materiał nadprzewodowy jest taki, który poniżej pewnej bardzo niskiej temperatury nie ma żadnego oporu elektrycznego.Drut nadprzewodzący to zatem długość drutu wykonanego z materiałów nadprzewodniczych.Podczas gdy większość drutów jest wykonana z elastycznych metali, niektóre z najlepszych materiałów na nadprzewodniki są kruche, więc należy je zapakować w postaci proszku w rurkę, aby je użyć.Drut nadprzewodzący jest przydatny, ponieważ pozwala na wyższą gęstość prądu niż tradycyjne przewody.Jednak podobnie jak inne nadprzewodnicy, drut nadprzewodowy wymaga bardzo niskich temperatur do funkcjonowania, a proces chłodzenia może być dość drogi.

Wysoka gęstość prądu jest jednym z głównych rozważań w projektowaniu obwodów i jest bardzo ważny w projektowaniu małych zintegrowanych układów dla przenośnychurządzenia elektryczne.Gęstość prądu można po prostu opisać jako gęstość ładunku elektrycznego przepływającego przez materiał przewodzący.Większość rodzajów przewodów, ze względu na odporność elektryczną, uwalnia dużą część ciepła o szczególnie wysokiej gęstości prądu.Z drugiej strony drut nadprzewodzący nie ma rezystancji elektrycznej, więc uwalnianie nadmiaru ciepła nie stanowi problemu.Drut nadprzewodzący może jednak generować poziomy gęstości prądu tak wysokie, że generują pole magnetyczne, które może mieć szkodliwy wpływ na nadprzewodnictwo.

Jednym z głównych wyzwań związanych z skutecznym wdrożeniem przewodów nadprawącej jest potrzeba bardzo niskich temperatur.Materiały nadprzewodnicze tracą nadprzewodnictwo i zaczynają mieć oporność elektryczną powyżej pewnej temperatury progowej, dlatego konieczne jest utrzymanie materiałów poniżej tej temperatury.Wiele rodzajów drutu nadprzewodniczego musi być przechowywanych w temperaturach znacznie poniżej 30 Kelvin (-406 i deg; f), wymagające stosowania ciekłego helu lub ciekłego azotu.Niektóre typy nadprzewodników, w zjawisku znanym jako nadprzewodnictwo w wysokiej temperaturze, mogą funkcjonować w temperaturach tak wysokich jak 125 Kelvin (-235 i deg; f).Chłodzenie takich materiałów nadprzewodniczych, choć nadal nie jest to proste zadanie, jest mniej kosztowne niż zarządzanie wyjątkowo niskimi temperaturami potrzebnymi przez innych.

Niestety, dość trudno jest przekształcić wiele form nadprzewodników, szczególnie nadprzewodników o wysokiej temperaturze, w drut nadprzewodzący..Wiele wysokotemperaturowych materiałów nadprzewodzących jest dość kruchy, więc opracowanie ich w typowe elastyczne przewody nie jest prawdopodobne.Często konieczne jest napełnienie rurki proszkiem materiału nadprzewodzącego.W wielu przypadkach proszek jest zamknięty w jakiejś formie metalu, podgrzewany i sprężony w szeroki, płaski drut.Taki nadprzewodzący drut nie ma elastyczności tradycyjnego drutu, ale mimo to może być całkiem przydatny.