Сверхпроводимость

Зависимость сопротивления от температуры, оказывается, не всегда можно выражать формулой (16.18). При низких температурах были обнаружены интересные отклонения от этой зависимости. При приближении температуры некоторых проводников из чистых металлов к абсолютному нулю их сопротивление стремится не к нулю, как следует из (16.18), а к некоторому предельному значению, отличному от нуля.

IMG_20141027_000в2_cr

Измеряя Сопротивления проводников при очень низких температурах, голландский физик X. Камерлинг-Оннес в 1911 г. обнаружил явление, названное в дальнейшем сверхпроводимостью. Оказалось, что в некоторых случаях при достаточно низкой температуре сопротивление вещества скачком падает до нуля (рис. 16.7). Если из такого вещества сделать замкнутую цепь (например, кольцо) и возбудить в ней ток, то он будет циркулировать в цепи сколь угодно долгое время, так как носители тока не будут терять своей энергии на нагревание проводника.

IMG_20141027_00ы02_crДля получения сверхпроводимости нужно иметь вещество с правильной кристаллической решеткой. Посторонние примеси и дефекты решетки нарушают сверхпроводимость, и такие проводники даже при температуре, близкой к абсолютному нулю, имеют некоторое сопротивление.

Сверхпроводимость позволяет получать при низких температурах в проводниках небольшого сечения огромные токи. Поэтому из сверхпроводников (сплавы ниобий — титан, ниобий — олово и др.) изготавливаются обмотки мощных электрических генераторов и сверхмощных электромагнитов, которые охлаждаются жидким гелием до 4К. Разрабатываются сверхпроводящие кабели для передачи электроэнергии.