Konduktivitas dalam logam: superkonduktor pada suhu tinggi

The konduktivitas listrik dari logam tergantung pada resistensi dengan yang atom yang sama menentang ketika elektron lulus: semakin tinggi resistensi, semakin sedikit konduktivitas bahwa logam memiliki.

Energi yang dikonsumsi untuk mengatasi hambatan ini hilang dalam bentuk panas, mengikuti efek Joule yang terkenal , yang memberi tahu kita bahwa aliran arus listrik melalui konduktor menghasilkan peningkatan suhunya, yang dengannya Resistansi tumbuh, karena kemudian getaran yang dialami oleh atom lebih besar dan, oleh karena itu, semakin besar kesulitan yang dihadapi elektron dalam transitnya.

Dalam praktiknya, konsekuensi dari fakta ini cukup penting, karena ada pelepasan energi listrik yang sangat besar . Dengan demikian, diyakini bahwa hampir sepertiga dari energi listrik yang menempuh jarak jauh dihamburkan sebagai akibat dari hambatan yang diberikan oleh kabel yang membawanya.

Di sisi lain, ketika suhu turun, hambatan aliran arus listrik juga berkurang. Faktanya, ketika berbicara tentang suhu yang sangat rendah, yaitu sekitar nol mutlak (sekitar 4K), beberapa jenis logam, seperti titanium, merkuri, timbal atau seng, di antara yang lainnya, praktis kehilangan totalitasnya, hambatan yang dialiri arus listrik. berlalu, kemudian menjadi apa yang dikenal sebagai superkonduktor.

Logikanya, fakta ini tidak dapat dikatakan tepat menguntungkan jika kita berbicara tentang ekonomi, karena menjaga semua kabel transmisi pada suhu sekitar nol mutlak, untuk menghemat energi yang mungkin hilang dalam transportasi, sama sekali tidak menguntungkan karena energi konsumsi yang diperlukan untuk dapat berbicara tentang suhu ini jauh lebih tinggi.

Bertahun-tahun yang lalu, kemungkinan untuk mengurangi hambatan tanpa perlu menurunkan suhu telah menjadi fokus dari banyak penelitian ilmiah dan teknis. PADA 1986, jenis material baru ditemukan, yang berperilaku seperti superkonduktor ketika berada pada suhu yang sedikit lebih tinggi (sekitar 30K). Fakta ini merupakan kemajuan yang sangat penting dalam bidang ilmu ini. Tak lama setelah itu, pada tahun 1987, dimungkinkan untuk menyiapkan jenis bahan lain, yang memiliki superkonduktivitas yang dicapai pada suhu 95K. Untuk mencapai suhu ini, nitrogen cair dapat digunakan, sesuatu yang jauh lebih murah secara ekonomis daripada helium cair yang digunakan untuk mencapai 4K.

Terlepas dari penghematan energi yang telah disebutkan yang dapat mereka anggap untuk transportasi listrik, superkonduktor dapat memiliki banyak aplikasi lain, seperti, misalnya, mereka dapat berguna dalam konstruksi komputer supercepat atau dalam pembuatan medan magnet yang kuat. Superkonduktor dapat berguna, untuk berkontribusi dalam pembuatan akselerator partikel atau kereta api berkecepatan tinggi yang karakteristiknya sunyi, yang dapat bergerak di atas rel tanpa bersentuhan dengannya, melalui levitasi magnetik.

Namun, banyak kesulitan untuk mendapatkan superkonduktor pada suhu tinggi, sehingga menguntungkan, karena saat ini ukurannya masih sangat besar. Revolusi teknologi dan ilmiah yang dapat dibawa oleh superkonduktor ke sains, meskipun sudah menjadi kenyataan, harus terus maju.

Related Posts