超导体的应用(初中物理半导体和超导体的应用)

heike2022-06-2641

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超导体是有什么作用和用途?

超导体的应用可分为三类:强电应用、弱电应用和抗磁性应用。强电应用即大电流应用,包括超导发电、输电和储能;弱电应用即电子学应用,包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

超导磁体可用于制作交流超导发电机、磁流体发电机和超导输电线路等。目前超导量子干涉仪(SQUID)已经产业化。

另外,作为低温超导材料的主要代表NbTi合金和Nb3Sn,在商业领域主要应用于医学领域的MRI(核磁共振成像仪)。作为科学研究领域,已经应用于欧洲的大型项目LHC项目,帮助人类寻求宇宙的起源等科学问题。

扩展资料

人类最初发现超导体是在1911年,这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人发现。

汞在极低的温度下,其电阻消失,呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入,一方面,多种具有实用潜力的超导材料被发现,另一方面,对超导机理的研究也有一定进展。

超导体具有三个基本特性:完全导电性(零电阻效应)、完全抗磁性(迈斯纳效应)、通量量子化(约瑟夫森效应)。

参考资料来源:百度百科-超导体

生活中用半导体和超导体的例子

半导体:手机、电脑、电视机(所有的电子产品)、太阳能电池、LED灯。

超导体:磁悬浮列车。

超导体(英文名:superconductor),又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。在实验中,若导体电阻的测量值低于10-25Ω,可以认为电阻为零。

超导体不仅具有零电阻的特性,另一个重要特征是完全抗磁性。

人类最初发现超导体是在1911年,这一年荷兰科学家海克·卡末林·昂内斯(Heike Kamerlingh Onnes)等人发现,汞在极低的温度下,其电阻消失,呈超导状态。此后超导体的研究日趋深入,一方面,多种具有实用潜力的超导材料被发现,另一方面,对超导机理的研究也有一定进展。

超导体已经进行了一系列试验性应用,并且开展了一定的军事、商业应用,在通信领域可以作为光子晶体的缺陷材料。

超导体历史:

超导体的发现与低温研究密不可分。在18世纪,由于低温技术的限制,人们认为存在不能被液化的“永久气体”,如氢气、氦气等。1898年,英国物理学家杜瓦制得液氢。

1908年,荷兰莱顿大学莱顿低温实验室的卡末林·昂内斯教授成功将最后一种“永久气体”——氦气液化,并通过降低液氦蒸汽压的方法,获得1.15~4.25K的低温。 低温研究的突破,为超导体的发现奠定了基础。

超导应用哪些方面?

超导还可以在辐射探测仪、模拟信号处理器、超导磁屏蔽、电压基准等方面广泛应用。

在国防系统方面,超导技术在军事上也可大显身手。在弱电方面,用于水下通信、潜艇探测、遥感、扫雷等;制成高频微波器件、红外探测器,用于雷达、微波通信及地面卫星接收机;超导天线及馈线系统,用于导弹和卫星;数字信号和数据处理器等。在强电方面,主要是利用高电流密度超导材料所产生的强磁场及超导储能线圈可以存储大量能量的特性作为武器的能源,这样可以减少储能设备的尺寸和重量。美国的“星球大战”计划中投入5000万美元进行这方面的研究。研究中使用的低温超导磁体,估计其储能密度相当高,在微微秒时间内释放出来。

超导体的应用

高温超导材料的用途非常广阔,大致可分为三类:大电流应用(强电应用)、电子学应用(弱电应用)和抗磁性应用。大电流应用即前述的超导发电、输电和储能;电子学应用包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性主要应用于磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

超导体是什么,用途有哪些

指在某一温度下,电阻为零的导体。

一、超导体。

超导体,又称为超导材料,指在某一温度下,电阻为零的导体。在实验中,若导体电阻的测量值低于10-25Ω,可以认为电阻为零。

超导体具有三个基本特性:完全电导性、完全抗磁性、通量量子化。

超导体的应用可分为三类:强电应用、弱电应用和抗磁性应用。强电应用即大电流应用,包括超导发电、输电和储能;弱电应用即电子学应用,包括超导计算机、超导天线、超导微波器件等;抗磁性应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆等。

二、导体

导体(conductor)是指电阻率很小且易于传导电流的物质。导体中存在大量可自由移动的带电粒子称为载流子。

金属是最常见的一类导体。金属原子最外层的价电子很容易挣脱原子核的束缚,而成为自由电子,留下的正离子(原子实)形成规则的点阵。金属中自由电子的浓度很大,所以金属导体的电导率通常比其他导体材料的大。金属导体的电阻率一般随温度降低而减小。在极低温度下,某些金属与合金的电阻率将消失而转化为“超导体”。

三、半导体:指常温下导电性能介于导体(conductor)与绝缘体(insulator)之间的材料。半导体在收音机、电视机以及测温上有着广泛的应用。如二极管就是采用半导体制作的器件。半导体是指一种导电性可受控制,范围可从绝缘体至导体之间的材料。

超导体的应用前景

超导体的应用前景如下:

迈斯纳效应使人们可以用此原理制造超导列车和超导船,由于这些交通工具将在悬浮无摩擦状态下运行,这将大大提高它们的速度和安静性,并有效减少机械磨损。另外利用超导悬浮还可制造无磨损轴承,将轴承转速提高到每分钟10万转以上。而超导材料的零电阻特性可以用来输电和制造大型磁体。超高压输电会有很大的损耗,而利用超导体则可最大限度地降低损耗。

超导材料必须在一定的温度以下才会产生超导现象,这一温度称为临界温度。卡末林—昂内斯将汞冷却到4.2K才发现超导现象的,这一温度是一个极低的温度,无疑在这样的温度是不可能得到应用的。所以从超导现象发现的第一天起,科学家们就一直朝着室温超导而奋斗。到目前为止,科学家所发现的高温超导体主要有铜基高温超导材料和铁基高温超导材料等等。令我们感到自豪的是,我们中国科学家对这两种高温超导材料都做出了重大贡献,大大推动了超导研究的进展。

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超导体的应用

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