Зависимость сопротивления от температуры, формула
Удельное сопротивление проводников и непроводников зависит от температуры.
Сопротивление металлических проводников увеличивается с повышением температуры.
У полупроводников сопротивление сильно уменьшается при повышении температуры
У некоторых металлов при температуре, близкой к абсолютному нулю, сопротивление скачком уменьшается до нуля (явление сверхпроводимости).
В таблицах значения удельного сопротивления проводников обычно приводятся для температуры 20°C. Сопротивление или удельное сопротивление при других значениях температуры можно найти пересчетом.
Если
то зависимость сопротивления от температуры выражается формулами:
Удельное сопротивление проводника, зависимость от температуры, формула
[ ρ_t = ρ_{20}[1 + α(t-20°C)] ]
Удельное сопротивление проводника, зависимость от температуры, формула
[ ρ_t = ρ_{20}[1 + α(t-20°C)] ]
Сопротивление проводника, зависимость от температуры, формула
[ R_t = R_{20}[1 + α(t-20°C)] ]
Сопротивление проводника, зависимость от температуры, формула
[ R_t = R_{20}[1 + α(t-20°C)] ]
Зависимость сопротивления от температуры |
стр. 603 |
|---|
«Всё
это так не потому что я такой умный.
Это
всё из-за того, что я долго
не
сдаюсь при решении задач»
Альберт
Эйнштейн
Данная
тема посвящена решению задач на зависимость сопротивления проводника от
температуры
Задача
1.
Найдите сопротивление алюминиевого провода длиной 20 м и площадью
поперечного сечения 2 мм2 при температуре 70 ºС,
учитывая то, что в таблице указаны значения удельных сопротивлений при
температуре 20 ºС.
|
ДАНО: |
РЕШЕНИЕ Зависимость удельного сопротивления Тогда при температуре Сопротивление проводника Тогда при температуре |
|
|
Ответ:
0,32 Ом.
Задача
2.
На баллоне лампы накаливания написано 220 В, 100 Вт. Когда нить накала была
холодной, т.е. комнатной температуры, на неё подали напряжение 2 В и
измерили силу тока. Ток оказался равен 50 мА. Найдите приблизительно
температуру накала, нити, учитывая то, что она сделана из вольфрама.
|
ДАНО: |
СИ |
РЕШЕНИЕ Из формулы для определения мощности электрического тока Запишем закон Ома для участка цепи Тогда Запишем зависимость сопротивления от температуры Запишем выражение для Тогда отношение сопротивлений Выразим из данной формулы температуру t Значения сопротивлений при температурах t и t1 равны Тогда |
|
|
Ответ:
приблизительная
температура накала нити 2462 ºС.
Задача
3.
Медный провод нагревается под действием электрического тока от 0 до 25 ºС
за 3 мин. Через провод протекает ток 50 А. Предполагая, что изменение силы
тока незначительно, найдите работу тока при нагревании провода. Сопротивление
провода при 0 ºС равно 200 мОм.
|
ДАНО: |
СИ |
РЕШЕНИЕ Работа электрического тока рассчитывается по формуле Мощность электрического тока Начальное сопротивление – Чтобы вычислить Вычислим мощность тока при 0 Как видно из формулы, Чтобы найти работу тока, Чтобы найти работу тока, необходимо Тогда работа |
|
|
Ответ:
94,5 кДж.
Задача
4.
К концам проволоки приложено некоторое напряжение. По мере нагревания проволоки
до 50 ºС, сила тока уменьшилась от 1 до 0,9 А. Найдите начальную
температуру проволоки, если её температурный коэффициент сопротивления равен 0,004 ºС–1.
|
ДАНО: |
РЕШЕНИЕ Запишем закон Ома для участка цепи Исходя из данного закона запишем сопротивление проволоки Отношение этих сопротивлений равно Зависимость сопротивления от температуры Тогда для начальной и конечной температуры сопротивления Отношения этих сопротивлений Приравняем две формулы выражающие отношения сопротивлений Из последней формулы выразим начальную температуру |
|
|
Ответ:
20 ºС
Задача
5.
Две одинаковые проволоки подключены параллельно. Одна из этих проволок помещена
в тающий лёд, а другая находится при температуре 20 ºС. Температурный
коэффициент сопротивления проволок равен 0,01 ºС–1.
Сравните общее сопротивление этого участка с сопротивлением, которое было бы,
если бы обе проволоки находились при температуре 20 ºС.
|
ДАНО: |
РЕШЕНИЕ Зависимость сопротивления от температуры имеет вид Тогда при температурах 0 ºС и 20 ºС При параллельном соединении Если две одинаковые проволоки находятся при одной и той же При параллельном соединении Тогда отношение сопротивлений равно |
|
|
Ответ:
если бы две проволоки находились при температуре 20 ºС, то
сопротивление данного участка было бы в 1,1 раз больше.
Зависимость электрического сопротивления от температуры
Содержание
- 1 Сопротивление
- 2 Коэффициент сопротивления
- 2.1 Газы
- 2.2 Жидкости
- 3 Сверхпроводимость
- 4 Применение
- 4.1 Резистор
- 4.2 Терморезистор
- 4.3 Термометр сопротивления
- 4.4 Газ
- 5 Заключение
- 6 Видео по теме
При проектировании электрических схем, инженеры сталкиваются с тем, что проводники обладают определенным сопротивлением, на которое оказывают влияния температурные колебания. Статья даст подробное описание, что такое зависимость сопротивления от температуры и как температура влияет на проводимость различных веществ — металлов, газов и жидкостей. Дополнительно будет приведена формула расчета такой зависимости.
Сопротивление
Сопротивлением называется способность проводника пропускать через себя электрический ток. Единицей измерения данной физической величины является Ом. На принципиальных схемах эта величина обозначается буквой «R». На величину сопротивления любого проводника электрическому току влияет его структура. Двигаясь внутри структуры, свободные электроны сталкиваются с атомами и электронами, которые замедляют их движение. Чем их концентрация больше, тем выше будет само электрическое сопротивление.
О способности проводников проводит электрический ток судят по величине его удельного сопротивления. Удельное сопротивление проводника — это сопротивление протеканию тока через проводник из любого вещества с площадью поперечного сечения 1 м² и длиной один метр. Обозначается в физике данная величина буквой «ρ». Данный параметр является табличной величиной и измеряется в системе СИ как Ом×м (может также измеряться в Ом×см и Ом×мм²/м).
Коэффициент сопротивления
Во время работы электрических цепей прослеживается прямая зависимость сопротивления металлов от температуры. Это явление называют коэффициентом температурного сопротивления. Оно определяет соотношение сопротивления к температурным изменениям. Объясняется это явление следующим образом: с повышением температуры структура проводника получает долю тепловой энергии, вследствие чего эта энергия увеличивает скорость движения атомов. В результате повышается вероятность их столкновения со свободными электронами. Чем чаще происходят эти столкновения, тем ниже будет проводимость.
Можно провести простой опыт: в электрическую схему из аккумулятора и омметра подключим кусок медной проволоки. При таком подключении схема будет иметь строго определенное значение сопротивления. Далее надо будет нагреть медную проволоку. В момент нагрева можно заметить, что сопротивление всей схемы растет, а после остывания проводника оно наоборот уменьшается. На основании такого опыта довольно просто прослеживается температурная зависимость сопротивления проводника.
Температурный коэффициент отображает увеличение сопротивления при изменении температуры вещества на 1 градус. Для максимально чистого металла это значение равняется 0.004 °С-1. То есть, при увеличении температуры на 10 градусов, электрическая проводимость в металлах изменится на 4 % в большую сторону. Данная величина обозначается буквой «α». При расчете сопротивления через удельное сопротивление используется такая формула:
В данной зависимости:
- «R» — сопротивление, Ом;
- «l» — длина проводника, м;
- «s» — поперечное сечение проводника, м²;
- «ρ» — значение удельного сопротивления, Ом×м.
Зависимость проводимости металлического проводника от температуры можно проследить с помощью таких выражений:
Для металлов все предельно просто — изменение температуры приводит к увеличению его сопротивления. Ниже будет дано описание этой зависимости для газов, которые по своей природе являются диэлектриками.
Для закрепления материала, решим следующую задачу:
Имеется стальной проводник, диаметр которого равен один миллиметр, а длина его составляет 100 метров. Определите сопротивление такого проводника из стали, если величина удельного сопротивления стального проводника составляет 12×10-8 Ом×м.
Решение:
d=1 мм;
l=100 м;
ρ=13×10-8 Ом×м;
R–?
Определяем сопротивление проводника по формуле:
R=ρ(l/S)
где S является площадью поперечного сечения. Определить площадь можно с помощью формулы:
S= π×r2= π×d2/22=3.14×(1×10-3)2/4=3.14×10-6/4=0.785×10-6м2
После этого можно определить сопротивление:
R=12×10-8×100/(0.785×10-6)=15.287 Ом
Газы
Газы не являются проводниками, но их проводимость так же зависит от температуры. Происходит это за счет так называемого эффекта ионизации. Ионизация в газах происходит за счет насыщения их жидкостью или иными веществами, которые способны проводить электрический ток. Проследить то, как увеличивается сопротивление при повышении температуры газа можно на таком опыте.
К схеме с амперметром и аккумулятором добавим 2 металлические пластины, которые не соприкасаются друг с другом. Такая электрическая цепь является разомкнутой. Между пластинами поместим зажженную горелку. При нагреве происходит смещение стрелки амперметра в сторону увеличения. То есть такую цепь можно считать замкнутой. На основании этого можно сделать вывод, что с ростом температуры воздух ионизируется, происходит снижение его сопротивления и увеличение проводимости заряженных электронов. Данный эффект называют пробоем изоляционного слоя газа, зависящий от степени их ионизации и величины протекающего напряжения. Подобное явление знакомо каждому из нас — это грозовой разряд.
Жидкости
В жидкостях прослеживается обратная зависимость. С увеличением температуры, сопротивление жидкого проводника уменьшается. Для электролита свойственно правило отрицательного значения температурного коэффициента — а˂0. Удельное сопротивление электролита рассчитывается следующим образом:
ρ= ρ0(1+ αt) или R=R0(1+ αt), где а˂0.
При этом увеличившееся значение температуры электролита сопровождается уменьшением сопротивления и ростом его проводимости.
Сверхпроводимость
Снижение температуры металлических проводников сильно увеличивает их проводимость. Это связано с тем, что в структуре вещества замедляется движение атомов и электронов, благодаря чему снижается вероятность их столкновения со свободными электронами. При температуре абсолютного 0 (–273 градуса Цельсия) возникает явление падения до нуля сопротивления проводника. Зависимость сопротивления проводника от температуры при абсолютном 0 — сверхпроводимость.
Температура, при которой обычный проводник становится сверхпроводником, называется критической. Она будет разной для различных чистых металлов и сплавов. Все будет зависеть от их структуры, химического состава и структуры кристаллов. Например, серое олово с алмазной структурой является полупроводником. Но белое олово при своей тетрагональной кристаллической ячейке, мягкости и плавкости, переходит в состояние сверхпроводника при температуре 3.70 К. Также при критической температуре прослеживается целый ряд других способностей:
- Повышение частоты переменного тока вызывает рост сопротивления, значение гармоник с периодом световой волны.
- Способность удерживать величину силы тока ранее приложенного, а затем отключенного источника.
Металл или сплав может перейти в состояние сверхпроводника и при нагревании. Такое явление называют высокотемпературной проводимостью. Ответ на вопрос, почему от высокой температуры сопротивление металлов снижается, может довольно просто объяснить их кристаллическая структура. В момент нагрева до критических значений, электроны перестают хаотично перемещаться внутри структуры вещества. Они выстраиваются в цепочку. Такое построение не мешает движению свободных электронов, а значит падает общее сопротивление. Переход в состояние высокотемпературной проводимости начинается с порога 1000К и этот показатель выше, чем точка кипения азота.
Применение
Свойство проводников изменять сопротивление при определённой температуре используют для создания различных элементов электрических схем и измерительных приборов. О них будет рассказано далее в данной статье.
Резистор
Сопротивление устройств старого типа сильно зависело от их нагрева. При нагревании проводимость резистора пропорционально изменялась в меньшую сторону. Для электрических цепей требуется идеальный резистор, который обладает наивысшим коэффициентом проводимости. Для снижения нагрева при производстве данных устройств теперь используется материал, имеющий малую зависимость сопротивления от температуры нагрева. Это позволило применять резисторы с малым сопротивлением для цепей с большим напряжением.
Терморезистор
Существует отдельная группа резисторов, которые применяют для измерения температуры. Особенностью такого устройства является то, что он может снижать свою проводимость при нагреве. При этом он отключает цепь при достижении определенного порогового значения.
Термометр сопротивления
Это прибор был разработан для измерения температуры среды. Он состоит из тонкой платиновой проволоки, защитного чехла и корпуса. Прибор имеет стабильную реакцию на перепады температуры. Измеряемой величиной в данном устройстве служит сопротивление этой проволоки из платины. Чем выше будет температура, тем сопротивление соответственно будет больше. Понижение сопротивления так же фиксируется, так как в этот момент меняются проводимость и сопротивление. Для измерения температуры термометром сопротивления, в настоящее время применяются проволочные индикаторы из разнообразных металлов. В зависимости от свойств используемого металла, погрешность устройства может составлять не более 0.1 %. Благодаря этому достигается очень высокая точность измерения температуры.
Газ
Самый известный нам газовый проводник — это люминесцентная лампа. Газ нагревается за счет увеличения напряжения между анодом и катодом лампы.
Известным жидкостным проводником является щелочной аккумулятор. При понижении температуры нарушается структура жидкости и изменяется ее сопротивление.
Нагрев провоцирует движение атомов и электронов, увеличивая сопротивление и зарядный ток устройства.
Заключение
В данной статье мы рассмотрели, как зависит сопротивление от температуры. Металлы, газы и жидкости имеют свойства изменять свою проводимость и сопротивление при температурных перепадах. Это свойство изменения электрического сопротивления используются для измерения температуры среды. Наибольшая точность измерений температуры в настоящее время достигается за счет применения современных материалов, даже в бытовой технике.
Видео по теме
№
44. Зависимость электрического сопротивления проводника от его геометрических
размеров и от температуры.
ВСПОМНИМ: Величина, характеризующая противодействие электрическому току в
проводнике, которое обусловлено внутренним строением проводника и хаотическим
движением его частиц, называется электрическим сопротивлением проводника.
Аналогично тому, как трение в механике препятствует движению,
сопротивление проводника создает противодействие направленному движению зарядов
и определяет превращение электрической энергии во внутреннюю энергию
проводника. Причина сопротивления: столкновение свободно движущихся
зарядов с ионами кристаллической решетки.
В СИ единицей электрического сопротивления проводников
служит ом [Ом]. Сопротивлением в 1 Ом обладает такой
участок цепи, в котором при напряжении 1 В возникает ток силой 1 А.
Электрическое сопротивление проводника зависит от размеров и формы проводника и
от материала, из которого изготовлен проводник.
S –
площадь поперечного сечения проводника
l – длина проводника
ρ – удельное сопротивление проводника.
Сопротивление проводника прямо пропорционально его длине и обратно
пропорционально площади его поперечного сечения.
Величину ρ, характеризующую зависимость
сопротивления проводника от материала, из которого он сделан, и от внешних
условий, называют удельным сопротивлением проводника. Оно численно равно
сопротивлению проводника длиной 1 м и площадью сечения 1 мм2 ,
изготовленного из данного вещества. Единица удельного сопротивления в СИ
[1 Ом*м = 1 Ом*мм2/м]
Сопротивление проводника зависит и от его состояния, а именно от
температуры.
Увеличение
сопротивления можно объяснить тем, что при повышении температуры
увеличивается амплитуда колебаний ионов в узлах кристаллической решетки,
поэтому свободные электроны сталкиваются с ними чаще, теряя при этом
направленность движения.
Изменение
сопротивления проводника при его нагревании, приходящееся на 1 Ом
первоначального сопротивления и на 10 температуры, называется
температурным коэффициентом сопротивления и обозначается буквой α (альфа). Если
при температуре t0 сопротивление проводника равно R0,
а при температуре t равно R, то температурный коэффициент сопротивления:
α=
Примечание. Расчет
по этой формуле можно производить лишь в определенном интервале температур
(примерно до 200° С).
Из формулы для
температурного коэффициента сопротивления определим R^
R= α
+
=(α
+1)
Зная, как зависит
сопротивление металлического проводника от температуры, можно, измерив
сопротивление проводника, определить его температуру. Этот факт положен в
основу работы так называемых термометров сопротивления. Датчик размещают в
среде, температуру которой надо измерить. Сопротивление провода измеряется
специальным прибором, и по известному сопротивлению определяют температуру
среды. Помещая термометр, например, в печь и измеряя сопротивление платиновой
проволоки до и после нагрева, можно определить температуру в печи. Шкалу
данного прибора градуируют в единицах температур.
При нагревании размеры проводника
меняются мало, а в основном меняется удельное сопротивление.
Удельное сопротивление проводника
зависит от температуры:
где ρ0 — удельное
сопротивление при 0 градусов,
t — температура,
α — температурный коэффициент
сопротивления
( т.е. относительное изменение
удельного сопротивления проводника при нагревании его на один градус)
Для металлов и сплавов 
Обычно для чистых металлов
принимается 
Таким образом, для металлических
проводников с ростом температуры
увеличивается удельное
сопротивление, увеличивается сопротивление проводника и уменьшается
электрический ток в цепи.
Хотя коэффициент α довольно мал,
учет зависимости сопротивления от температуры при расчете нагревательных
приборов совершенно необходим. Так, сопротивление вольфрамовой нити лампы
накаливания увеличивается при прохождении по ней тока более чем в 10 раз.
У некоторых сплавов, например, у
сплава меди с никелем (константан), температурный коэффициент сопротивления
очень мал: α ≈ 10-5 K-1. Удельное сопротивление
константана велико: ρ ≈ 10-6 Ом∙м. Такие сплавы используют для
изготовления эталонных сопротивлений и добавочных сопротивлений к измерительным
приборам, т. е. в тех случаях, когда требуется, чтобы сопротивление заметно не
менялось при колебаниях температуры.
Вывод. Удельное сопротивление
(соответственно и сопротивление) металлов растет линейно с увеличением
температуры.
Сверхпроводимость металлов и сплавов. У многих металлов и сплавов при температурах, близких с T=0 К,
наблюдается резкое уменьшение удельного сопротивления – это явление называется
сверхпроводимостью металлов. Оно было обнаружено голландским физиком
Х.Камерлингом – Онессом в 1911 году у ртути (Ткр=4,2К). Разработали квантовую
теорию сверхпроводимости Д.Бардин, л.Купер, Д.Шриффер и Н.Н.Боголюбов
Реакция на примеси. Введение
примеси в сверхпроводник уменьшает резкость перехода в сверхпроводящее
состояние. В нормальных металлах ток исчезает примерно через 10-12 с. В
сверхпроводнике ток, может циркулировать годами (теоретически 105 лет!).
Применение сверхпроводимости . 1.Сооружаются мощные электромагниты со сверхпроводящей
обмоткой, которые создают магнитное поле без затрат электроэнергии на
длительном интервале времени, т.к. выделения теплоты не происходит.
2.Сверхпроводящие магниты используются в ускорителях элементарных частиц,
магнитогидродинамических генераторах, преобразующих энергию струи раскаленного
ионизированного газа, движущегося в магнитном поле, в электрическую энергию.
3.Высокотемпературная сверхпроводимость в недалеком будущем приведет к
технической революции в радиоэлектронике, радиотехнике. 4. Если удастся создать
сверхпроводники при комнатной температуре, то генераторы и электродвигатели
станут исключительно компактны и передавать электроэнергию будет возможно на
большие расстояния без потерь.
1.
Определить сопротивление
железной проволоки, нагретой до 200°С, если сопротивление ее при 0° было 100
Ом. Температурный коэффициент железа 0,0066:
Rt=R0(1+
α(t-t0)=100(1+0.0066*200)=232(Ом)
2.
Определить сопротивление медного провода двухпроводной линии
передачи при + 20°С и +40 °С, если сечение провода S =
= 120 мм
,
а длина линии l = 10 км.
Решение
По справочным таблицам находим удельное сопротивление 
меди
при + 20 °С и температурный коэффициент сопротивления 
:
3.
=
0,0175 Ом • мм/м;=
0,004 град
.
+Определим сопротивление провода при Т1 = +20 °С по формуле R
= 
,
учитывая длину прямого и обратного проводов линии:
4.
R1 = 0, 0175 
2
= 2,917 Ом.
Сопротивление проводов при температуре + 40°С найдем по формуле
(2.1.2)
5.
R2 = 2,917
=
3,15 Ом.
|
Задача |
Длина линии L, км |
Марка провода |
Температура провода Т, °С |
Сопротивление провода RТ при температуре Т, Ом |
|
1 |
5 |
А-50 |
-30 |
1,52 |
|
2 |
5 |
М-50 |
+35 |
2,052 |
|
3 |
? |
А-35 |
+40 |
1,5 |
|
4 |
4 |
М-35 |
+45 |
? |
|
5 |
10 |
А-70 |
+30 |
? |
|
6 |
10 |
М-70 |
+35 |
? |
|
7 |
15 |
А-95 |
+40 |
? |
|
8 |
? |
М-95 |
+45 |
2,5 |
|
9 |
1,5 |
А-25 |
+40 |
? |
|
10 |
? |
М-25 |
+40 |
0,6 |
|
11 |
? |
М-120 |
+30 |
3,1 |
|
12 |
? |
А-120 |
+35 |
4,0 |
|
13 |
10 |
М-120 |
? |
1,6 |
|
14 |
15 |
А-50 |
+45 |
? |
|
15 |
11 |
М-120 |
? |
1,6 |
|
16 |
5 |
М-120 |
? |
0,8 |
|
17 |
5 |
М-120 |
+45 |
? |
|
18 |
? |
А-95 |
+40 |
1,55 |
|
19 |
5 |
А-95 |
? |
1,61 |
|
20 |
5 |
А-95 |
+45 |
? |
|
21 |
10 |
М-70 |
? |
2,75 |
|
22 |
6 |
М-70 |
? |
1,62 |
|
23 |
? |
М-70 |
+40 |
2,6 |
|
24 |
8 |
А-50 |
+35 |
? |
|
25 |
0,5 |
А-16 |
-20 |
? |
|
26 |
2 |
А-25 |
-10 |
? |
|
27 |
10 |
М-120 |
-20 |
? |
|
28 |
? |
М-120 |
-20 |
2,9 |
|
29 |
? |
А-120 |
-30 |
1,0 |
|
30 |
8 |
А-70 |
-30 |
? |
Зависимость сопротивления проводника от температуры.
Если
пропустить ток от аккумулятора через
стальную спираль, то амперметр покажет
уменьшение силы тока. Это означает, что
с сопротивлением температуры сопротивление
проводника меняется.
Если
при температуре, равной 0С,
сопротивление проводника равно R0,
а при температуре t оно равно R, то
относительное изменение сопротивления,
как показывает опыт, прямо пропорционально
изменению температуры t:
(1)
Коэффициент
называетсятемпературным
коэффициентом сопротивления.
Он характеризует зависимость сопротивления
вещества от температуры.
Температурный
коэффициент сопротивления численно
равен относительному изменению
сопротивления проводника при повышении
температура на 1 К.
Для
всех металлов
>0
и незначительно меняется с изменением
температуры. У растворов электролитов
сопротивление с ростом температуры не
уменьшается, а увеличивается. Для них
<0.
При
нагревании проводника его геометрические
размеры меняются незначительно.
Сопротивление проводника меняется в
основном за счет изменения его удельного
сопротивления. Можно найти зависимость
этого удельного сопротивления от
температуры, если в формулу (1) подставить
значения
и
:
Так
как
мало меняется при изменении температуры,
то можно считать, что удельное
сопротивление проводника линейно
зависит от температуры.
С
приближением температуры к абсолютному
нулю удельное сопротивление монокристаллов
становится очень малым. Этот факт
свидетельствует о том, что в идеальной
кристаллической решетке металла
электроны перемещаются под действием
электрического поля, не взаимодействуя
с ионами решетки. Электроны взаимодействуют
лишь с ионами, не находящимися в узлах
кристаллической решетки.
При
повышении температуры возрастает число
дефектов кристаллической решетки из-за
тепловых колебаний ионов, – и это
приводит к возрастанию удельного
сопротивления кристалла.
Сверхпроводимость
В
1911 г. нидерландский ученый
Камерлинг-Оннес обнаружил, что при
понижении температуры ртути до 4,1 К
ее удельное сопротивление скачком
уменьшается до нуля. Явление уменьшения
удельного сопротивления до нуля при
температуре, отличной от абсолютного
нуля, называется сверхпроводимостью.
Материалы, обнаруживающие способность
переходить при некоторых температурах,
отличных от абсолютного нуля, в
сверхпроводящее состояние, называются
сверхпроводниками.
Прохождение тока
в сверхпроводнике происходит без потерь
энергии, поэтому однажды возбужденный
в сверхпроводящем кольце электрический
ток может существовать неограниченно
долго без изменения.
Сверхпроводящие
вещества уже используются в электромагнитах.
Однако получить сколь угодно сильное
магнитное поле с помощью сверхпроводящего
магнита нельзя, т. к. очень сильное
магнитное поле разрушает сверхпроводящее
состояние. Поэтому для каждого проводника
в сверхпроводящем состоянии существует
критическое значение силы тока, превзойти
которое, не нарушая сверхпроводящего
состояния, нельзя.
Объяснение
сверхпроводимости возможно только на
основе квантовой теории. Оно было дано
лишь в 1957 г.
В
1986 г. была открыта высокотемпературная
сверхпроводимость керамик – соединений
лантана, бария, меди и кислорода.
Сверхпроводимость таких керамик
сохраняется до температур около 100 К.