0
UNIVERZITET U SARAJEVU
FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE
ODSJEK: Saobraćaj
SMJER: Cestovni saobraćaj
PREDMET: Elektro-tehnički sistemi u saobraćaju i komunikacijama
SUPERPROVODNICI
-seminarski rad -
Kandidat: Mentor:
Andreja Kvesić Dr.sc.prof. Izudin Kapetanović
Broj indexa:7030
Sarajevo, Januar 2013.godine
1
SADRŽAJ
UVOD................................................................................................................................2
1. OPĆENITO O SUPERPROVODNICIMA.................................................................3
2. HISTORIJSKI RAZVOJ SUPERPROVODNIKA.....................................................4
3. TEORIJE SUPERPROVODNIKA..............................................................................7
3.1.
Fenomenološke
teorije.........................................................................................7
3.2.
Mikroskopske (BCS)
teorije................................................................................9
4. SUPERPROVODNI MATERIJALI..........................................................................11
5. SUPERPROVODNE ŽICE I MATERIJALI............................................................12
ZAKLJUČAK..................................................................................................................18
LITERATURA................................................................................................................19
3
1. OPĆENITO O SUPERPROVODNICIMA
Superprovodnost je fenomen koji se pojavljuje kod određenih materijala na
niskim temperaturama, i karakteriše ga potpuno odsustvo električnog otpora i
prigušivanje unutrašnjeg magnetnog polja (Majsnerov efekat).
Superprovodnost se pojavljuje kod raznih materijala, uključujući i proste elemente
poput kalaja i aluminijuma, razne matalne legure, neke
visoko-"dopirane" poluprovodnike, i određena keramička jedinjenja koja sadrže
stepen atoma, bakra i kiseonika. Druga vrsta jedinjenja, poznata kao kuprati, su
visokotemperaturni superprovodnici. Superprovodnost se ne pojavljuje kod plemenitih
metala poput zlata i srebra, niti kod feromagnetnih metala poput gvožđa (mada gvožđe
može da se pretvoriti u superprovodnik ako se podvrgne vrlo visokim pritiscima).
Kod konvencionalnih superprovodnika, superprovodnost je izazvana silom privlačenja
između određenih provodnih elektrona koja potiče od razmene fotona, što prouzrokuje
da tok provodnih elektrona stvara "stanje" superfluida sastavljeno od
povezanih
parova
elektrona. Takođe postoji i klasa materijala, poznata
kao nekonvencionalni superprovodnici, kod koje se javlja superprovodnost, ali čija su
fizička svojstva u suprotnosti sa teorijom konvencionalnih superprovodnika. Naime,
takozvani visokotemperaturni superprovodnici "funkcionišu" na temperaturama daleko
višim nego što bi to bilo moguće po konvencionalnoj teoriji (ipak, ova temperatura je
još uvek daleko ispod sobne temperature.) Trenutno ne postoji celovita teorija
visokotemperaturne superprovodnosti.
Jedna od mogućih koristi superprovodnika je ta što bi pomoću njih bilo moguće da se
električna energija čuva dugo vremena, praktično bez utrošaka. Ipak da bi se
superprovodnici koristili u praksi, potrebno je da "funkcionišu" na temperaturama
približnim sobnim (inače bi ih utrošak energije za hlađenje učinio nepraktičnim). Zato
4
već dugi niz godina naučnici rade na stvaranju superprovodnika koji rade na sve višim
temperaturama.
2. HISTORIJSKI RAZVOJ SUPERPROVODNIKA
Pojavu superprovodnosti eksperimentalno je uočio holandski naučnik Hajke Kamerling
Ones 1911. godine. On je ispitivao ponašanja indukovane električne struje u zatvorenoj
konturi od žive rashlađene tečnim helijumom i ustanovio da struja tokom vremena
uopšte ne menja intenzitet.
Do prije par decenija, najviša poznata kritična temperatura bila je oko 23,2 K (za
Nb
3
Ge), zbog čega su superprovodnici morali da se hlade tečnim helijumom (4,2 K).
Međutim, 1986. godine otkrivena je nova klasa visoko-temperaturskih superprovodnih
keramika, za koje je vrlo brzo ustanovljeno da mogu da imaju kritične temperature oko
100 K, zbog čega se mogu hladiti tečnim azotom (77,3 K), znatno jeftinijim od tečnog
helijuma.
