Unterschied zwischen Supraleiter und perfektem Leiter

Supraleiter gegen perfekten Leiter

Supraleiter und perfekte Leiter sind zwei in der Elektronik weit verbreitete Begriffe. Diese beiden Phänomene werden normalerweise als eins missverstanden. Dieser Artikel versucht, das Missverständnis zu beseitigen, indem Ähnlichkeiten und Unterschiede zwischen einem Supraleiter und einem perfekten Leiter dargestellt werden.

Was ist ein perfekter Dirigent??

Die Leitfähigkeit eines Materials hängt direkt mit dem spezifischen Widerstand des Materials zusammen. Widerstand ist eine grundlegende Eigenschaft im Bereich Elektrizität und Elektronik. Der Widerstand in einer qualitativen Definition zeigt uns, wie schwer ein elektrischer Strom fließt. Im quantitativen Sinne kann der Widerstand zwischen zwei Punkten als die Spannungsdifferenz definiert werden, die erforderlich ist, um einen Einheitsstrom über die definierten zwei Punkte zu nehmen. Der elektrische Widerstand ist das Inverse der elektrischen Leitung. Der Widerstand eines Objekts ist definiert als das Verhältnis der Spannung über dem Objekt zu dem durchfließenden Strom. Der Widerstand in einem Leiter hängt von der Menge der freien Elektronen im Medium ab. Der Widerstand eines Halbleiters hängt meist von der Anzahl der verwendeten Dotieratome ab (Verunreinigungskonzentration). Der Widerstand, den ein System bei einem Wechselstrom aufweist, unterscheidet sich von dem eines Gleichstroms. Daher wird der Begriff Impedanz eingeführt, um die Berechnung des Wechselstromwiderstands wesentlich zu vereinfachen. Das Ohmsche Gesetz ist das einflussreichste Einzelgesetz, wenn das Thema Widerstand diskutiert wird. Es besagt, dass für eine gegebene Temperatur das Verhältnis der Spannung über zwei Punkte zu dem durch diese Punkte fließenden Strom konstant ist. Diese Konstante wird als Widerstand zwischen diesen beiden Punkten bezeichnet. Der Widerstand wird in Ohm gemessen. Ein perfekter Leiter ist ein Material, das unter allen Bedingungen einen Nullwiderstand aufweist. Ein perfekter Leiter erfordert keinen äußeren Faktor, um die perfekte Leitfähigkeit zu erhalten. Die perfekte Leitfähigkeit ist eine konzeptuelle Situation, die manchmal verwendet wird, um Berechnungen und Konstruktionen zu vereinfachen, bei denen der spezifische Widerstand vernachlässigbar ist.

Was ist ein Supraleiter??

Die Supraleitung wurde von Heike Kamerlingh Onnes im Jahr 1911 entdeckt. Es ist das Phänomen, dass der Widerstand genau null ist, wenn sich das Material unter einer bestimmten charakteristischen Temperatur befindet. Supraleitung kann nur bei bestimmten Materialien beobachtet werden. Wenn das Material supraleitend ist, kann theoretisch kein Magnetfeld im Material vorhanden sein. Dies kann durch den Meissner-Effekt beobachtet werden. Hierbei handelt es sich um den vollständigen Auswurf von magnetischen Feldlinien aus dem Inneren des Materials, wenn das Material in einen supraleitenden Zustand übergeht. Supraleitung ist ein quantenmechanisches Phänomen, und um den Zustand des Supraleiters zu erklären, sind Kenntnisse in der Quantenmechanik erforderlich. Die Schwellentemperatur eines Supraleiters wird als kritische Temperatur bezeichnet. Wenn die Temperatur des Materials nach der kritischen Temperatur abnimmt, fällt der Widerstand des Materials abrupt auf null. Die kritischen Temperaturen von Supraleitern liegen üblicherweise unter 10 Kelvin. Hochtemperatursupraleiter, die kürzlich entdeckt wurden, können kritische Temperaturen von bis zu 130 Kelvin oder mehr haben.