Vad är en superledande magnet?
En superledande magnet är en elektromagnet där spolarna är tillverkade av en superledare av typ II.Det kan enkelt skapa stabila magnetfält på 100 000 oersted (8 000 000 amper per meter).De producerar starkare magnetfält än vanliga järnkärniga elektromagneter och kostar mindre att använda.
För att förstå vad en superledande magnet är är det viktigt att veta lite om superledningsförmåga.När vissa metaller och keramik kyls från en rad grader nära absolut noll, förlorar de sitt elektriska motstånd.Denna temperatur kallas kritisk temperatur (TC) och är annorlunda för varje material.När det inte finns någon elektrisk motstånd kan elektroner ströva fritt i hela materialet.Elementet kan ha stora mängder ström under långa perioder utan att förlora energi som värme.Denna förmåga att hålla en extrem elektrisk laddning kallas superledningsförmåga.
De flesta metaller har en vävd typ av atomstruktur.Deras elektroner hålls löst, så att de lätt kan röra sig in och ut ur det vävda mönstret.När elektronerna rör sig kolliderar de med atomer och förlorar energi i form av värme.Metaller kan värma och utföra el mycket bra på grund av detta.Det är därför krukor och kokkärl och saker som brödrostugnar är konstruerade av metall.
I en superledare reser elektronerna i par och flyttar mellan atomer istället för att kollidera med dem.När en negativt laddad elektron rör sig även om väven med positivt laddade atomer, drar den på de positiva atomerna.En annan elektron dras mot motståndet och parar sig upp med den ursprungliga elektronen.De bryter ständigt fritt och går med andra elektroner, men med lite till inget motstånd.Av denna anledning tappar de inte värme och energi som standardmetall.
Superledare av typ II är den typ som används i spolarna i en superledande magnet.En superledare av typ II når TC vid en lägre temperatur än superledare av typ I.De har en gradvis övergång från superledande till sitt normala tillstånd inom ett magnetfält.Dessa två egenskaper tillåter dem att utföra högre strömmar än typ I.
En superledande magnet kan användas för magnetisk levitation.I Meissner -effekten placeras en superledande skiva under en magnet och kyls med flytande kväve.Superledaren är öppen för att acceptera en laddning eftersom den kyls, magneten inducerar en ström och därför magnetfält i superledaren, och magneten börjar flyta över det fältet.
Forskning är i arbeten för att använda en superledande magnet för enlevitating tågsystem.Det övervägs också för att göra små men kraftfulla magneter i användning för magnetisk resonansavbildning (MRI).Långsiktiga planer inkluderar att upptäcka material som kan producera superledningsförmåga utan frysning.Om detta material upptäcks kommer det att förändra framtiden för många områden inklusive transport och energiproduktion.