ظاهرة التوصيل الكهربي الفائقSuperconductivity
اكتشف هذه الظاهرةعام1911 م العالم أونسOnnes بعد اكتشاف إسالة الهليوم بثلاث سنوات حيث وجد أن انخفاض درجة حرارة بعض المعادن (الفلزات) قريبا من الصفر المطلق(كلفن)،
1- تصبح مقاومتها الأومية منخفضة جدا ، وبالتالي التوصلية الكهربية لها عالية جداًً ، وتزداد شدة التيار الكهربي المار خلالها0 2- والمواد فائقة التوصيل الكهربي هي مواد غير قابلة للتمغنط (دايامغناطيسية)وبالتالي شدة المجال المغناطيسي والعزم المغناطيسي داخلها = صفراً
مثــل: البلاتين – الألمنيوم- الخارصين- الرصاص- الزئبق –بعض المركبات المعدنية0
درجة الانتقال إلى التوصلية الفائقة:هي درجة حرارة منخفضة قريبة من الصفر المطلق تفقد عندها المادة كل مقاومتها الداخلية لسريان الكهربية تقريبا وبالتالي تصبح ذات توصلية كهربية عالية جداً ، وهي عادة مواد غير مغناطيسية(ديامغناطيسية)
•ماذا يحدث لمرور تيار كهربي في حلقة من مادة ذات توصلية فائقة؟
التيار يستمر بالسريان بالحلقة حتى بعد زوال فرق الجهد الخارجي المسبب له ولمدة طويلة قد تبلغ سنوات ولا يلاقي التيار مقاومة ولا يسخن الفلز ولا تستهلك طاقة أو قدرة على شكل حرارة كما بالموصلات العادية غير فائقة التوصلية
خواص المواد فائقة التوصيل في الدوائر الكهربية
1-قدرتها عالية على التقاط الإشارات اللاسلكية الضعيفة جدا، وتستخدم لأهميتها بدوائر كهربية في الأقمار الصناعية
2-ظاهرة مايسنر Meissner Effect، إذا وضع مغناطيس دائم قوي فوق قرص من مادة فائقة التوصيل يمر بها تيار كهربي وبالتالي يولد مجالا مغناطيسيا يتنافر مع المغناطيس الدائم بحيث ينعدم وزنه ويصبح معلقا بالهواء
التفسير: Meissner Effect
المواد فائقة التوصيل ديامغناطيسيةDiamagnetic ينعدم داخلها شدة المجال المغناطيسي(الفيض المغناطيسي)وبالتالي يتولد داخلها مجالا مغناطيسا عكس المجال الخارجي المؤثر عليها وتصبح المحصلة المجالين داخل المادة الفائقة التوصيل= صفراً
التطبيقات العملية لظاهرة مايسنر Meissner Effect:
1- القطار الطائر( فائق السرعة) في اليابان: يحمل القطار ملفات من مادة فائقة التوصيل يمر خلالها تيار كهربي ومع الحركة يتولد تيارا بملفاته الثابتة مولدة مجالا مغناطيسيا يتنافر مع مجال الملفت الفائقة التوصيل فيرتفع القطار فوق القضبان لعدة سنتيمترات فينعدم الاحتكاك وتزداد سرعة القطار
2-اكتشاف بعض المواد الجديدة فائقة التوصيل بدرجة حرارة الغرفة(العادية) فلا تحتاج لتبريد عند استخدامها
3- تستخدم المواد فائقة التوصيل كخطوط ناقلة للطاقة والقدرة الكهربية دون فقد بمحطات نقل الطاقة لأن الهبوط في الجهد= صفر لأن المقاومة لها تساوي صفر فينعدم قيمة القدرة المستنفذة على شكل حرارة بأسلاك التوصيل الفائقة
4- تستخدم المواد فائقة التوصيل في المغنطيسات المكونة لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي
اكتشف هذه الظاهرةعام1911 م العالم أونسOnnes بعد اكتشاف إسالة الهليوم بثلاث سنوات حيث وجد أن انخفاض درجة حرارة بعض المعادن (الفلزات) قريبا من الصفر المطلق(كلفن)،
1- تصبح مقاومتها الأومية منخفضة جدا ، وبالتالي التوصلية الكهربية لها عالية جداًً ، وتزداد شدة التيار الكهربي المار خلالها0 2- والمواد فائقة التوصيل الكهربي هي مواد غير قابلة للتمغنط (دايامغناطيسية)وبالتالي شدة المجال المغناطيسي والعزم المغناطيسي داخلها = صفراً
مثــل: البلاتين – الألمنيوم- الخارصين- الرصاص- الزئبق –بعض المركبات المعدنية0
درجة الانتقال إلى التوصلية الفائقة:هي درجة حرارة منخفضة قريبة من الصفر المطلق تفقد عندها المادة كل مقاومتها الداخلية لسريان الكهربية تقريبا وبالتالي تصبح ذات توصلية كهربية عالية جداً ، وهي عادة مواد غير مغناطيسية(ديامغناطيسية)
•ماذا يحدث لمرور تيار كهربي في حلقة من مادة ذات توصلية فائقة؟
التيار يستمر بالسريان بالحلقة حتى بعد زوال فرق الجهد الخارجي المسبب له ولمدة طويلة قد تبلغ سنوات ولا يلاقي التيار مقاومة ولا يسخن الفلز ولا تستهلك طاقة أو قدرة على شكل حرارة كما بالموصلات العادية غير فائقة التوصلية
خواص المواد فائقة التوصيل في الدوائر الكهربية
1-قدرتها عالية على التقاط الإشارات اللاسلكية الضعيفة جدا، وتستخدم لأهميتها بدوائر كهربية في الأقمار الصناعية
2-ظاهرة مايسنر Meissner Effect، إذا وضع مغناطيس دائم قوي فوق قرص من مادة فائقة التوصيل يمر بها تيار كهربي وبالتالي يولد مجالا مغناطيسيا يتنافر مع المغناطيس الدائم بحيث ينعدم وزنه ويصبح معلقا بالهواء
التفسير: Meissner Effect
المواد فائقة التوصيل ديامغناطيسيةDiamagnetic ينعدم داخلها شدة المجال المغناطيسي(الفيض المغناطيسي)وبالتالي يتولد داخلها مجالا مغناطيسا عكس المجال الخارجي المؤثر عليها وتصبح المحصلة المجالين داخل المادة الفائقة التوصيل= صفراً
التطبيقات العملية لظاهرة مايسنر Meissner Effect:
1- القطار الطائر( فائق السرعة) في اليابان: يحمل القطار ملفات من مادة فائقة التوصيل يمر خلالها تيار كهربي ومع الحركة يتولد تيارا بملفاته الثابتة مولدة مجالا مغناطيسيا يتنافر مع مجال الملفت الفائقة التوصيل فيرتفع القطار فوق القضبان لعدة سنتيمترات فينعدم الاحتكاك وتزداد سرعة القطار
2-اكتشاف بعض المواد الجديدة فائقة التوصيل بدرجة حرارة الغرفة(العادية) فلا تحتاج لتبريد عند استخدامها
3- تستخدم المواد فائقة التوصيل كخطوط ناقلة للطاقة والقدرة الكهربية دون فقد بمحطات نقل الطاقة لأن الهبوط في الجهد= صفر لأن المقاومة لها تساوي صفر فينعدم قيمة القدرة المستنفذة على شكل حرارة بأسلاك التوصيل الفائقة
4- تستخدم المواد فائقة التوصيل في المغنطيسات المكونة لأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي
