లోహాలతో పాటు అవాహకాలు వంటి రెండు రకాల పదార్థాలు ఉన్నాయి. లోహాలు ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహాన్ని అనుమతిస్తాయి మరియు వెండి, రాగి మొదలైన వాటితో విద్యుత్ చార్జ్‌ను కలిగి ఉంటాయి, అయితే అవాహకాలు ఎలక్ట్రాన్లను కలిగి ఉంటాయి మరియు అవి కలప, రబ్బరు వంటి ఎలక్ట్రాన్ల ప్రవాహాన్ని అనుమతించవు. 20 వ శతాబ్దంలో, కొత్త ప్రయోగశాల పద్ధతులు అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు సున్నా ఉష్ణోగ్రతకు పదార్థాలను చల్లబరుస్తారు. అతను ఎలా తెలుసుకోవటానికి కొన్ని అంశాలపై దర్యాప్తు ప్రారంభించాడు విద్యుత్ సీసం & పాదరసం వంటి పరిస్థితులలో మార్చబడతాయి, ఎందుకంటే అవి నిరోధకత లేకుండా ఒక నిర్దిష్ట ఉష్ణోగ్రతలో విద్యుత్తును నిర్వహిస్తాయి. సిరామిక్స్ నుండి కార్బన్ నానోట్యూబ్స్ వంటి అనేక సమ్మేళనాలలో వారు అదే ప్రవర్తనను కనుగొన్నారు. ఈ వ్యాసం సూపర్ కండక్టర్ యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.
సూపర్ కండక్టర్ అంటే ఏమిటి?
నిర్వచనం: ప్రతిఘటన లేకుండా విద్యుత్తును నిర్వహించగల పదార్థాన్ని సూపర్ కండక్టర్ అంటారు. చాలా సందర్భాలలో, సమ్మేళనాలు వంటి కొన్ని పదార్థాలలో లోహ మూలకాలు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద కొంత నిరోధకతను అందిస్తాయి, అయినప్పటికీ అవి తక్కువ నిరోధకతను అందిస్తాయి ఉష్ణోగ్రత దాని క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత అంటారు.
సూపర్ కండక్టర్
ఎలక్ట్రాన్లు అణువు నుండి అణువు వరకు ప్రవహిస్తాయి, కొన్నిసార్లు క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రతను చేరుకున్న కొన్ని పదార్థాలను ఉపయోగించి చేస్తారు, కాబట్టి పదార్థాన్ని సూపర్ కండక్టివ్ మెటీరియల్ అని పిలుస్తారు. మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ ఇమేజింగ్ & మెడికల్ సైన్స్ వంటి అనేక రంగాలలో ఇవి పనిచేస్తున్నాయి. మార్కెట్లో లభించే చాలా పదార్థాలు సూపర్ కండక్టివ్ కాదు. కాబట్టి అవి సూపర్ కండక్టివ్‌గా మారడానికి చాలా తక్కువ శక్తి స్థితిలో ఉండాలి. ప్రస్తుత పరిశోధన అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద సూపర్ కండక్టివ్‌గా అభివృద్ధి చెందడానికి సమ్మేళనాల అభివృద్ధిపై దృష్టి సారించింది.
సూపర్ కండక్టర్ల రకాలు
సూపర్ కండక్టర్లను టైప్- I & టైప్ -2 అని రెండు రకాలుగా వర్గీకరించారు.
సూపర్ కండక్టర్ల రకాలు
టైప్- I సూపర్ కండక్టర్
ఈ రకమైన సూపర్ కండక్టర్లో ప్రాథమిక వాహక భాగాలు ఉన్నాయి మరియు ఇవి ఎలక్ట్రికల్ కేబులింగ్ నుండి కంప్యూటర్‌లోని మైక్రోచిప్‌ల వరకు వివిధ రంగాలలో ఉపయోగించబడతాయి. క్లిష్టమైన అయస్కాంత క్షేత్రం (హెచ్‌సి) వద్ద అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచినప్పుడు ఈ రకమైన సూపర్ కండక్టర్లు తమ సూపర్ కండక్టివిటీని చాలా సరళంగా కోల్పోతాయి. ఆ తరువాత, ఇది ఒక కండక్టర్ లాగా అవుతుంది. ఈ రకమైన సెమీకండక్టర్స్ సూపర్ కండక్టివిటీని కోల్పోవటానికి కారణం మృదువైన సూపర్ కండక్టర్స్ అని కూడా పిలుస్తారు. ఈ సూపర్ కండక్టర్లు మీస్నర్ ప్రభావాన్ని పూర్తిగా పాటిస్తాయి. ది సూపర్ కండక్టర్ ఉదాహరణలు జింక్ మరియు అల్యూమినియం.
టైప్- II సూపర్ కండక్టర్
ఈ రకమైన సూపర్ కండక్టర్ వారి సూపర్ కండక్టివిటీని నెమ్మదిగా కోల్పోతుంది, కానీ అది బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్రంలో అమర్చబడి ఉంటుంది. మాగ్నెటైజేషన్ వర్సెస్ అయస్కాంత క్షేత్రం మధ్య గ్రాఫికల్ ప్రాతినిధ్యాన్ని మేము గమనించినప్పుడు, రెండవ రకం సెమీకండక్టర్ అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచినప్పుడు, అది నెమ్మదిగా దాని సూపర్ కండక్టివిటీని కోల్పోతుంది.
ఈ రకమైన సెమీకండక్టర్స్ తక్కువ ముఖ్యమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో వారి సూపర్ కండక్టివిటీని కోల్పోవటం ప్రారంభిస్తాయి మరియు అధిక క్లిష్టమైన అయస్కాంత క్షేత్రంలో వారి సూపర్ కండక్టివిటీని పూర్తిగా వదులుతాయి. స్లిటర్ క్రిటికల్ మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ & హై క్రిటికల్ మాగ్నెటిక్ ఫీల్డ్ మధ్య ఉన్న పరిస్థితిని ఇంటర్మీడియట్ స్టేట్ అంటారు లేకపోతే సుడి స్థితి అని పిలుస్తారు.
ఈ రకమైన సెమీకండక్టర్‌ను హార్డ్ సూపర్ కండక్టర్ అని కూడా పిలుస్తారు, ఎందుకంటే అవి సూపర్ కండక్టివిటీని నెమ్మదిగా కోల్పోతాయి. ఈ సెమీకండక్టర్స్ మీస్నర్ ప్రభావాన్ని పూర్తిగా పాటిస్తాయి, కానీ పూర్తిగా కాదు. వీటికి మంచి ఉదాహరణలు ఎన్‌బిఎన్ మరియు బాబీ 3. ఈ సూపర్ కండక్టర్లు బలమైన ఫీల్డ్ సూపర్ కండక్టింగ్ అయస్కాంతాలకు వర్తిస్తాయి.
సూపర్కండక్టివిటీ మెటీరియల్స్
వాటిలో కొన్ని సూపర్ కండక్ట్ చేసే పదార్థాలు చాలా అందుబాటులో ఉన్నాయని మాకు తెలుసు. పాదరసం మినహా, అసలు సూపర్ కండక్టర్లు లోహాలు, సెమీకండక్టర్స్ మొదలైనవి. ప్రతి విభిన్న పదార్థం కొద్దిగా విభిన్న ఉష్ణోగ్రత వద్ద సూపర్ కండక్టర్‌గా మారుతుంది
ఈ పదార్థాలను చాలావరకు ఉపయోగించడం ద్వారా ప్రధాన సమస్య ఏమిటంటే అవి కొన్ని డిగ్రీల పూర్తి సున్నాలో సూపర్ కండక్ట్ చేస్తాయి. ప్రాధమిక స్థలంలో వాటిని చల్లబరచడం ద్వారా మీరు ఖచ్చితంగా కోల్పోయే ప్రతిఘటన లేకపోవడం వల్ల మీరు సాధించే ఏదైనా ప్రయోజనం దీని అర్థం.
మీ ఇంటికి విద్యుత్తును దిగువకు తీసుకువెళ్ళే విద్యుత్ ప్లాంట్ అప్పుడు సూపర్ కండక్టింగ్ వైర్లు అద్భుతంగా శబ్దం చేస్తాయి. కనుక ఇది అపారమైన శక్తిని ఆదా చేస్తుంది. అయినప్పటికీ, మీరు సున్నా పూర్తి చేయడానికి ప్లాంట్‌లోని భారీ భాగాలను & అన్ని ట్రాన్స్మిషన్ వైర్లను చల్లబరచాలనుకుంటే, బహుశా మీరు ఎక్కువ శక్తిని వృథా చేస్తారు.
సూపర్ కండక్టర్ యొక్క లక్షణాలు
సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థాలు ప్రస్తుత సాంకేతికతకు అవసరమైన కొన్ని అద్భుతమైన లక్షణాలను చూపుతాయి. ఈ లక్షణాలపై పరిశోధనలు క్రింద జాబితా చేయబడిన వివిధ రంగాలలో ఈ లక్షణాలను గుర్తించి ఉపయోగించుకుంటాయి.
- అనంతమైన కండక్టివిటీ / జీరో ఎలక్ట్రిక్ రెసిస్టెన్స్
- మీస్నర్ ప్రభావం
- పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత / క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత
- జోసెఫ్సన్ కరెంట్స్
- క్రిటికల్ కరెంట్
- నిరంతర ప్రవాహాలు
అనంతమైన కండక్టివిటీ / జీరో ఎలక్ట్రిక్ రెసిస్టెన్స్
సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితిలో, సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థం సున్నా విద్యుత్ నిరోధకతను వివరిస్తుంది. పదార్థం దాని పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత కింద చల్లబడినప్పుడు, దాని నిరోధకత అకస్మాత్తుగా సున్నాకి తగ్గించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, మెర్క్యురీ 4 కే కింద సున్నా నిరోధకతను చూపుతుంది.
మీస్నర్ ప్రభావం
క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత కింద ఒక సూపర్ కండక్టర్ చల్లబడినప్పుడు, అది అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని దాని గుండా వెళ్ళడానికి అనుమతించదు. సూపర్ కండక్టర్లలో ఈ సంఘటనను మీస్నర్ ప్రభావం అంటారు.
పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత
ఈ ఉష్ణోగ్రతను క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత అని కూడా అంటారు. సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థం యొక్క క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత వాహక స్థితిని సాధారణ నుండి సూపర్ కండక్టింగ్‌కు మారుస్తున్నప్పుడు.
జోసెఫ్సన్ కరెంట్
ఇన్సులేటింగ్ పదార్థంలో సన్నని-ఫిల్మ్ సహాయంతో రెండు సూపర్ కండక్టర్లను విభజించినట్లయితే, అది రాగి జతతో ఎలక్ట్రాన్లను కనుగొనటానికి తక్కువ నిరోధకత యొక్క జంక్షన్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ఇది జంక్షన్ యొక్క ఒక ఉపరితలం నుండి మరొక ఉపరితలం వరకు సొరంగం చేయగలదు. కాబట్టి కూపర్ జంటల ప్రవాహం కారణంగా కరెంట్‌ను జోసెఫ్సన్ కరెంట్ అంటారు.
క్రిటికల్ కరెంట్
కరెంట్ a ద్వారా సరఫరా చేసినప్పుడు డ్రైవర్ సూపర్ కండక్టింగ్ పరిస్థితిలో, అప్పుడు అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని అభివృద్ధి చేయవచ్చు. ప్రస్తుత ప్రవాహం ఒక నిర్దిష్ట రేటుకు మించి పెరిగితే, అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు, ఇది కండక్టర్ యొక్క క్లిష్టమైన విలువకు సమానం, ఇది దాని సాధారణ స్థితికి తిరిగి వస్తుంది. ప్రస్తుత విలువ యొక్క ప్రవాహాన్ని క్రిటికల్ కరెంట్ అంటారు.
నిరంతర ప్రవాహాలు
ఒక సూపర్ కండక్టర్ రింగ్ దాని క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత కంటే అయస్కాంత క్షేత్రంలో అమర్చబడి ఉంటే, ప్రస్తుతం సూపర్ కండక్టర్ రింగ్ దాని క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత క్రింద చల్లబరుస్తుంది. మేము ఈ క్షేత్రాన్ని తొలగిస్తే, దాని యొక్క స్వీయ-ప్రేరణ కారణంగా ప్రస్తుత ప్రవాహాన్ని రింగ్ లోపల ప్రేరేపించవచ్చు. లెంజ్ చట్టం నుండి, ప్రేరేపిత ప్రవాహం రింగ్ ద్వారా ప్రవహించే ఫ్లక్స్ లోపల మార్పును వ్యతిరేకిస్తుంది. రింగ్ ఒక సూపర్ కండక్టింగ్ స్థితిలో ఉంచినప్పుడు, అప్పుడు ప్రవాహం యొక్క ప్రవాహాన్ని కొనసాగించడానికి ప్రవాహం యొక్క ప్రవాహం నిరంతర కరెంట్ అని పిలువబడుతుంది. ఈ ప్రవాహం స్థిరమైన రింగ్ అంతటా ప్రవహించేలా అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.
సెమీకండక్టర్ మరియు సూపర్ కండక్టర్ మధ్య వ్యత్యాసం
సెమీకండక్టర్ & సూపర్ కండక్టర్ మధ్య వ్యత్యాసం క్రింద చర్చించబడింది.
| సెమీకండక్టర్ | సూపర్ కండక్టర్ |
| సెమీకండక్టర్ యొక్క రెసిస్టివిటీ పరిమితమైనది | సూపర్ కండక్టర్ యొక్క రెసిస్టివిటీ సున్నా ఎలక్ట్రికల్ రెసిస్టివిటీ |
| దీనిలో, ఎలక్ట్రాన్ వికర్షణ పరిమిత నిరోధకతకు దారితీస్తుంది. | దీనిలో, ఎలక్ట్రాన్ ఆకర్షణ నిరోధకత కోల్పోవటానికి దారితీస్తుంది |
| సూపర్ కండక్టర్లు ఖచ్చితమైన డయామాగ్నెటిజం చూపించవు | సూపర్ కండక్టర్లు ఖచ్చితమైన డయామాగ్నెటిజంను చూపుతాయి |
| సూపర్ కండక్టర్ యొక్క శక్తి అంతరం కొన్ని eV యొక్క క్రమం.
| సూపర్ కండక్టర్ల శక్తి అంతరం 10 ^ -4 eV యొక్క క్రమం. |
| సూపర్ కండక్టర్లలో ఫ్లక్స్ పరిమాణీకరణ 2e యూనిట్లు. | సూపర్ కండక్టర్ యొక్క యూనిట్ ఇ. |
సూపర్ కండక్టర్ యొక్క అనువర్తనాలు
సూపర్ కండక్టర్ల అనువర్తనాలు ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.
- వీటిని జనరేటర్లు, పార్టికల్ యాక్సిలరేటర్లు, రవాణా, విద్యుత్ మోటార్లు , కంప్యూటింగ్, మెడికల్, విద్యుత్ ప్రసారం , మొదలైనవి.
- సూపర్ కండక్టర్లు ప్రధానంగా MRI స్కానర్‌లలో శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంతాలను సృష్టించడానికి ఉపయోగిస్తారు. కాబట్టి వీటిని విభజించడానికి ఉపయోగిస్తారు. అయస్కాంత మరియు అయస్కాంతేతర పదార్థాలను వేరు చేయడానికి కూడా వీటిని ఉపయోగించవచ్చు
- ఈ కండక్టర్ ఎక్కువ దూరం శక్తిని ప్రసారం చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు
- మెమరీ లేదా నిల్వ మూలకాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.
తరచుగా అడిగే ప్రశ్నలు
1). సూపర్ కండక్టర్లు ఎందుకు చల్లగా ఉండాలి?
శక్తి మార్పిడి పదార్థాన్ని వేడిగా చేస్తుంది. కాబట్టి సెమీకండక్టర్‌ను చల్లగా చేయడం ద్వారా, ఎలక్ట్రాన్లను సుమారుగా కొట్టడానికి తక్కువ శక్తి అవసరం.
2). బంగారం సూపర్ కండక్టర్నా?
గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఉత్తమ కండక్టర్లు బంగారం, రాగి & వెండి సూపర్ కండక్టింగ్‌గా మారవు.
3). గది-ఉష్ణోగ్రత సూపర్ కండక్టర్ సాధ్యమేనా?
గది-ఉష్ణోగ్రత వద్ద ఒక సూపర్ కండక్టర్ చూపించగల సామర్థ్యం కలిగి ఉంటుంది సూపర్ కండక్టివిటీ 77 డిగ్రీల ఫారెన్‌హీట్ ఉష్ణోగ్రత వద్ద
4). సూపర్ కండక్టర్లలో ఎందుకు ప్రతిఘటన లేదు?
సూపర్ కండక్టర్లో, ది విద్యుత్ నిరోధకత అణువుల కంపనాలు & లోపాల వల్ల అనుకోకుండా సున్నాకి పడిపోతుంది, ఎలక్ట్రాన్లు దాని గుండా ప్రయాణించేటప్పుడు పదార్థంలో ప్రతిఘటన ఉండాలి
5). సూపర్ కండక్టర్ పరిపూర్ణ డయామాగ్నెట్ ఎందుకు?
సూపర్ కండక్టింగ్ పదార్థాన్ని అయస్కాంత క్షేత్రంలో ఉంచినప్పుడు, అది దాని శరీరం నుండి అయస్కాంత ప్రవాహాన్ని బయటకు నెట్టివేస్తుంది. క్లిష్టమైన ఉష్ణోగ్రత కింద చల్లబడినప్పుడు అది ఆదర్శ డయామాగ్నెటిజం చూపిస్తుంది.
అందువలన, ఇదంతా సూపర్ కండక్టర్ యొక్క అవలోకనం గురించి. ఒక సూపర్ కండక్టర్ విద్యుత్తును నిర్వహించగలదు లేకపోతే ఎలక్ట్రాన్లను ఒక అణువు నుండి మరొక అణువుకు నిరోధకత లేకుండా బదిలీ చేస్తుంది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, సూపర్ కండక్టర్ యొక్క ఉదాహరణలు ఏమిటి?
.
