Süper İletken Bir Tel Nedir?

Bir süper iletken malzeme, belirli bir çok düşük sıcaklığın altında, elektriksel dirence sahip olmayan bir malzemedir. Bir süper iletken tel, o zaman, süper iletken malzemelerden yapılmış bir tel uzunluğudur. Kabloların çoğu esnek metallerden yapılsa da, süper iletkenler için en iyi malzemelerden bazıları kırılgandır, bu nedenle kullanılmak üzere toz halinde bir tüpe paketlenmeleri gerekir. Süper iletken tel, geleneksel tellerden daha yüksek bir akım yoğunluğuna izin verdiği için kullanışlıdır. Bununla birlikte, diğer süper iletkenler gibi, süper iletken tellerin çalışması için çok düşük sıcaklıklara ihtiyaç duyar ve soğutma işlemi oldukça pahalı olabilir.

Yüksek akım yoğunluğu devre tasarımında en önemli hususlardan biridir ve taşınabilir elektronik cihazlar için küçük entegre çiplerin tasarımında oldukça önemlidir. Akım yoğunluğu basitçe iletken bir malzemeden geçen elektrik yükünün yoğunluğu olarak tanımlanabilir. Elektriksel direnç nedeniyle çoğu iletken tipi, özellikle yüksek akım yoğunluklarında çok fazla ısı açığa çıkarır. Süper iletken tel ise elektrik direncine sahip değildir, bu nedenle aşırı ısının serbest bırakılması bir sorun değildir. Bununla birlikte, süper iletken tel, süper iletkenlik üzerinde zararlı bir etkiye sahip olabilecek bir manyetik alan oluşturacak kadar yüksek akım yoğunluğu seviyeleri üretebilir.

Süper iletken kabloların başarıyla uygulanmasının önündeki en büyük zorluklardan biri aşırı düşük sıcaklıklara duyulan ihtiyaçtır. Süper iletken malzemeler, süper iletkenliklerini yitirir ve belirli bir eşik sıcaklığının üzerinde elektrik direncine başlar, bu nedenle malzemelerin bu sıcaklığın altında tutulması esastır. Birçok süper iletken tel tipi, sıvı helyum veya sıvı azot kullanımı gerektiren 30 Kelvin'in (-406 ° F) altındaki sıcaklıklarda tutulmalıdır. Bazı süper iletken tipleri, "yüksek sıcaklık süper iletkenliği" olarak bilinen bir fenomende, 125 Kelvin (-235 ° F) kadar yüksek sıcaklıklarda çalışabilir. Bu süper iletken malzemelerin soğutulması, yine de basit bir iş olmasa da, başkalarının ihtiyaç duyduğu aşırı düşük sıcaklıkları yönetmekten daha az maliyetlidir.

Maalesef, birçok süper iletken formunu, özellikle de yüksek sıcaklık süper iletkenlerini süper iletken kabloya dönüştürmek oldukça zordur. Birçok yüksek sıcaklık süper iletken materyali oldukça kırılgandır, bu nedenle onları tipik esnek tellere dönüştürmek mantıklı değildir. Bir tüpün, süper iletken malzemenin toz formuyla doldurulması genellikle gereklidir. Pek çok durumda, toz bir metal şeklinde muhafaza edilir, ısıtılır ve geniş, düz bir tel halinde sıkıştırılır. Bu süper iletken tel, geleneksel telin esnekliğinden yoksundur, ancak yine de oldukça yararlı olabilir.