Содержание
Дэвид преподавал физику с отличием, физику AP, физику IB и общие научные курсы. У него есть степень магистра в области образования и степень бакалавра по физике.
Что Такое Левитация Сверхпроводника?
Сверхпроводники — это специальные материалы, которые имеют ровно нулевое электрическое сопротивление при охлаждении ниже определенной температуры, которую мы называем критической температурой. Сопротивление — это свойство, которое сдерживает поток электричества. Таким образом, объект с нулевым сопротивлением будет отлично проводить электричество.
Проводимость противоположна сопротивлению: это тенденция к протеканию электричества. Материал с высоким сопротивлением обладает плохой проводимостью, а материал с низким сопротивлением обладает высокой проводимостью. Проводник — это любой материал, который вообще проводит электричество. Таким образом, сверхпроводники — это материалы, которые обладают сверхпроводимостью (по крайней мере, при правильной температуре).
Сверхпроводимость была открыта в 1911 году. Это объясняется квантовой механикой и представляет собой состояние, при котором внутри проводника нет линий магнитного поля. В большинстве сверхпроводников это внезапное изменение, которое происходит именно тогда, когда вы достигаете определенной температуры в процессе охлаждения металла. Они называются сверхпроводниками первого типа. Сверхпроводники второго типа — это те, в которых это не такое внезапное изменение.
Сверхпроводники считаются совершенными диамагнетиками. Диамагнетик — это материал, который проявляет отталкивающие магнитные эффекты, когда его помещают в магнитное поле. Или, другими словами, если вы поместите диамагнетик рядом с обычным магнитом, он будет отталкиваться (или отталкиваться) от него. Все материалы, по крайней мере, в некоторой степени диамагнитны. По этой причине можно поместить маленькое животное, например лягушку, в магнитное поле. Это называется диамагнитной левитацией. Но сверхпроводники еще более диамагнитны, поэтому вы можете использовать их для более легкой левитации.
Применение левитации в транспорте
Сами сверхпроводники имеют множество применений, и эти применения в основном связаны с магнетизмом. Имея материал, который отлично проводит, вы можете построить несколько невероятно мощных электромагнитов. Электромагнит — это магнит, который создается путем пропускания электрического тока через катушку провода. Создаваемое им магнитное поле похоже на магнитное поле стержневого магнита. Эти электромагниты используются в ускорителях частиц, чтобы узнать больше о Вселенной, но они также могут быть использованы в аппаратах магнитно-резонансной томографии (МРТ) в больницах для съемки внутренней части человеческого тела. Они также используются для создания радиочастотных (RF) и микроволновых фильтров в технологии сотовых телефонов. В будущем они могут быть использованы для создания интеллектуальных сетей, хранения электроэнергии и создания более эффективного охлаждения.
Но сверхпроводники также могут быть использованы для левитации транспортных средств для транспортировки. Единственное текущее применение этого — поезд на магнитной подвеске. Маглев — это сокращение от магнитной левитации, и это способ построить поезд, который парит над платформой за счет магнитного отталкивания. Почему вы хотите, чтобы он зависал? Что ж, одним из самых больших источников неэффективности транспорта является трение, которое замедляет движение транспортных средств. Удерживая транспортное средство в воздухе, вы устраняете это трение и делаете его более эффективным и способным двигаться быстрее.
Поезда на магнитной подвеске работают с помощью процесса, называемого электродинамической подвеской (или сокращенно EDS), когда сверхпроводящие мощные электромагниты отталкивают поезд и заставляют его парить в воздухе. В то время как вместо этого можно использовать обычные магниты (например, стержневые магниты и подковообразные магниты), широко распространено использование полупроводниковых мощных электромагнитов, потому что они прочнее и проще в управлении.
Краткое содержание урока
Сверхпроводник — это материал, который прекрасно проводит электричество при охлаждении ниже определенной критической температуры. Это внезапное изменение, которое происходит в ту секунду, когда оно достигает этой критической температуры. Обладая совершенным проводником электричества, вы можете создавать удивительно мощные электромагниты. И это основной способ применения сверхпроводников.
Наличие мощных сверхпроводящих электромагнитов позволяет нам создавать МРТ-аппараты, которые делают снимки внутренней части человеческого тела. Но это также позволяет нам развивать умные транспортные технологии. Наиболее показательным примером этого является поезд на магнитной подвеске. Магниты могут притягивать или отталкивать. Поезд на магнитной подвеске использует отталкивающие свойства магнетизма, чтобы поднять поезд над рельсами. Это уменьшает трение и делает поезд более эффективным и намного более быстрым, чем большинство используемых сегодня.
https://study.com/academy/lesson/the-use-of-superconductors-magnetic-levitation-in-transportation.html
Загрузка...
