Materjaliõpetus elektrikele
Üli - ja krüojuhid
On teada, et materjali elektrijuhtivus temperatuuri langedes tõuseb. Eri materjalidel ilmneb juhtivuse järsk tõus mingil kindlal temperatuuril (Hg -4,2° K). Sama nähtus ilmneb märksa "kõrgemal" temperatuuril: nioobiumi-alumiiniumi-germaaniumi sulamil 20° K jt. Kui valmistada sellisest nn kõrgtemperatuurilisest materjalist mähis, ja jahutada see vajaliku temperatuurini, on võimalik saada väga tugevaid voolusid ja magnetvälju, mida muudel meetoditel oleks võimatu tekitada. Ülijuhid jagunevad 3 rühma:
I liigi üldjuhtidel kaob ülijuhtivus väga väikese magnetvälja toimel;
II liigi ülijuhtidel kaob ülijuhtivus mingil teatud magnetvälja tugevuse piirkonnas, mis on
kõrgem kui I liigi pooljuhtidel;
III liigi ülijuhte (nn. nioobisulamid), mille magnetväli ülijuhtivusele toimet ei avalda, (nn.
nioobisulamid) käsutatakse ülijuhtivate solenoidide valmistamisel. Nende abil saadakse
magnetvälja tugevused kuni 50 T (tesla).
Ülijuhte käsutades on võimalik teha transformaatoreid, millel ei olegi terassüdamikku. Niisugustel trafodel pole ka jahutusprobleemi, soojuskaod on peaaegu võrdsed 0-ga. Omaette rühma moodustavad krüojuhid ehk hüperjuhid, millel madalal temperatuuril juhtivus järsult suureneb, kuid ei suurene ülijuhtivus. Selline nähtus tekib küllalt kõrgel temperatuuril
(20° K - 77° K), mis on saavutatav kas vedelat vesinikku, neooni või lämmastikku käsutades. Seletub aga sellega, et madalal temperatuuril vaibub materjali kristallvõre võnkumine ning seega ka elektronide hajumine suunatud liikumisel. See nähtus on omane vaid puhastele metallidele. Cu 99,99%, Al 99,99%, Be 99,95% krüojuhid võimaldavad saada mähises väga suuri voolutihedusi ja seetõttu vähendada ka transformaatorite gabariite.
I liigi üldjuhtidel kaob ülijuhtivus väga väikese magnetvälja toimel;
II liigi ülijuhtidel kaob ülijuhtivus mingil teatud magnetvälja tugevuse piirkonnas, mis on
kõrgem kui I liigi pooljuhtidel;
III liigi ülijuhte (nn. nioobisulamid), mille magnetväli ülijuhtivusele toimet ei avalda, (nn.
nioobisulamid) käsutatakse ülijuhtivate solenoidide valmistamisel. Nende abil saadakse
magnetvälja tugevused kuni 50 T (tesla).
Ülijuhte käsutades on võimalik teha transformaatoreid, millel ei olegi terassüdamikku. Niisugustel trafodel pole ka jahutusprobleemi, soojuskaod on peaaegu võrdsed 0-ga. Omaette rühma moodustavad krüojuhid ehk hüperjuhid, millel madalal temperatuuril juhtivus järsult suureneb, kuid ei suurene ülijuhtivus. Selline nähtus tekib küllalt kõrgel temperatuuril
(20° K - 77° K), mis on saavutatav kas vedelat vesinikku, neooni või lämmastikku käsutades. Seletub aga sellega, et madalal temperatuuril vaibub materjali kristallvõre võnkumine ning seega ka elektronide hajumine suunatud liikumisel. See nähtus on omane vaid puhastele metallidele. Cu 99,99%, Al 99,99%, Be 99,95% krüojuhid võimaldavad saada mähises väga suuri voolutihedusi ja seetõttu vähendada ka transformaatorite gabariite.
Licensed under the Creative Commons Attribution Non-commercial Share Alike 3.0 License