الموصل الفائق مقابل الموصل المثالي
الموصلات الفائقة والموصلات المثالية هما مصطلحان يستخدمان على نطاق واسع في الإلكترونيات. عادة ما يُساء فهم هاتين الظاهرتين على أنهما واحدة. ستحاول هذه المقالة إزالة سوء الفهم من خلال تقديم أوجه التشابه والاختلاف بين الموصل الفائق والموصل المثالي.
ما هو القائد المثالي؟
توصيل مادة ما يرتبط ارتباطًا مباشرًا بمقاومة المادة. المقاومة خاصية أساسية في مجال الكهرباء والإلكترونيات. تخبرنا المقاومة في التعريف النوعي مدى صعوبة تدفق التيار الكهربائي.بالمعنى الكمي ، يمكن تعريف المقاومة بين نقطتين على أنها فرق الجهد المطلوب لأخذ تيار الوحدة عبر النقطتين المحددتين. المقاومة الكهربائية هي عكس التوصيل الكهربائي. تُعرَّف مقاومة الجسم بأنها نسبة الجهد عبر الجسم إلى التيار المتدفق خلاله. تعتمد المقاومة في الموصل على كمية الإلكترونات الحرة في الوسط. تعتمد مقاومة أشباه الموصلات في الغالب على عدد ذرات المنشطات المستخدمة (تركيز الشوائب). تختلف المقاومة التي يظهرها النظام للتيار المتردد عن المقاومة للتيار المباشر. لذلك ، تم تقديم مصطلح مقاومة لجعل حسابات مقاومة التيار المتردد أسهل بكثير. قانون أوم هو القانون الوحيد الأكثر تأثيرًا عند مناقشة موضوع المقاومة. تنص على أنه بالنسبة لدرجة حرارة معينة ، فإن نسبة الجهد عبر نقطتين ، إلى التيار المار عبر تلك النقاط ، ثابتة. يُعرف هذا الثابت بالمقاومة بين هاتين النقطتين.المقاومة تقاس بالأوم. الموصل المثالي هو مادة ليس لها مقاومة تحت أي ظرف. لا يتطلب الموصل المثالي أي عامل خارجي للحفاظ على الموصلية المثالية. الموصلية المثالية هي حالة مفاهيمية ، تُستخدم أحيانًا لتسهيل الحسابات والتصاميم حيث تكون المقاومة غير ملحوظة.
ما هو الموصل الفائق؟
تم اكتشاف الموصلية الفائقة بواسطة Heike Kamerlingh Onnes في عام 1911. إنها ظاهرة وجود مقاومة صفرية تمامًا عندما تكون المادة تحت درجة حرارة مميزة معينة. لا يمكن ملاحظة الموصلية الفائقة إلا في مواد معينة. من الناحية النظرية ، إذا كانت المادة فائقة التوصيل ، فلا يمكن أن يوجد مجال مغناطيسي داخل المادة. يمكن ملاحظة ذلك من خلال تأثير مايسنر ، وهو الإخراج الكامل لخطوط المجال المغناطيسي من داخل المادة حيث تنتقل المادة إلى حالة فائقة التوصيل. الموصلية الفائقة هي ظاهرة ميكانيكية كمومية ولشرح حالة الموصل الفائق ، فإن المعرفة في ميكانيكا الكم مطلوبة.تُعرف درجة الحرارة العتبة للموصل الفائق بدرجة الحرارة الحرجة. عندما تنخفض درجة حرارة المادة ، تتجاوز درجة الحرارة الحرجة ، تنخفض مقاومة المادة فجأة إلى الصفر. عادة ما تكون درجات الحرارة الحرجة للموصلات الفائقة أقل من 10 كلفن. الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة المرتفعة ، التي تم اكتشافها مؤخرًا ، يمكن أن تحتوي على درجات حرارة حرجة تصل إلى 130 كلفن أو أكثر.
ما الفرق بين الموصل الفائق والموصل المثالي؟
• الموصلية الفائقة هي ظاهرة تحدث في الحياة الواقعية ، في حين أن التوصيل المثالي هو افتراض تم إجراؤه لتسهيل العمليات الحسابية.
• الموصلات المثالية يمكن أن يكون لها أي درجة حرارة ، ولكن الموصلات الفائقة لا توجد إلا تحت درجة الحرارة الحرجة للمادة.
