Vad är en superledande tråd?

Ett superledande material är ett som under en viss mycket låg temperatur inte har någon elektrisk motstånd.En superledande tråd är då en trådlängd tillverkad av superledande material.Medan de flesta ledningar är tillverkade av flexibla metaller, är några av de bästa materialen för superledare spröda, så de måste packas i pulverform i ett rör för att användas.Superledande tråd är användbar eftersom den möjliggör en högre strömtäthet än traditionella ledningar.Precis som andra superledare kräver emellertid superledande tråd mycket låga temperaturer för att fungera, och kylprocessen kan vara ganska dyr.

Hög strömtäthet är en av de viktigaste övervägandena i kretskonstruktion och är mycket viktigt för att utforma små integrerade chips för bärbara bärbaraElektroniska enheter.Strömdensitet kan helt enkelt beskrivas som densiteten för elektrisk laddning som flyter genom ett ledande material.De flesta typer av ledare, på grund av elektrisk motstånd, släpper mycket värme vid särskilt hög strömtäthet.Superledande tråd har å andra sidan inte elektrisk motstånd, så frisläppande av överskottsvärme är inte ett problem.Superledande tråd kan emellertid generera nivåer av strömtäthet så höga att de genererar ett magnetfält som kan ha en skadlig effekt på superledningsförmågan.

En av de största utmaningarna med att framgångsrikt implementera superledande ledningar är behovet av extremt låga temperaturer.Superledande material förlorar sin superledningsförmåga och börjar ha elektrisk motstånd över en viss tröskeltemperatur, så det är viktigt att materialen hålls under den temperaturen.Många typer av superledande tråd måste hållas vid temperaturer långt under 30 kelvin (-406 deg; f), vilket kräver användning av flytande helium eller flytande kväve.Vissa typer av superledare, i ett fenomen som kallas högtemperatur superledningsförmåga, kan fungera vid temperaturer så höga som 125 kelvin (-235 deg; f).Kylning av sådana superledande material, men fortfarande inte en enkel uppgift, är billigare än att hantera de extremt låga temperaturerna som krävs av andra.

Det är tyvärr ganska svårt att förvandla många former av superledare, särskilt högtemperatur superledare, till superledande tråd.Många högtemperatur superledande material är ganska spröda, så att utveckla dem till typiska flexibla ledningar är inte troligt.Det är ofta nödvändigt att fylla ett rör med en pulverform av det superledande materialet.I många fall är pulvret inneslutet i någon form av metall, uppvärmd och komprimerad till en bred, platt tråd.Sådan superledande tråd saknar flexibiliteten i traditionell tråd men kan ändå vara ganska användbar.