Hiện tượng siêu dẫn, ứng dụng hiện tượng siêu dẫn

Hiện tượng siêu dẫn là hiện tượng điện trở của kim loại hoặc hợp kim giảm đột ngột đến giá trị bằng không khi nhiệt độ giảm đến nhiệt độ tới hạn Tc (độ K)

Những ưu điểm của vật liệu siêu dẫn:

• Điện trở của vật liệu siêu dẫn nhỏ (≈0) nên dòng điện sinh ra trong vật dẫn được duy trì trong thời gian dài
• Vật liệu siêu dẫn có thể tạo nên từ trường rất mạnh

Sự khác biệt giữa vật liệu siêu dẫn và vật dẫn điện hoàn hảo:

• Vật dẫn điện hoàn hảo (điện trở bằng 0): không phụ thuộc vào nhiệt độ, nên từ trường của nó tạo ra không thay đổi.
• Vật liệu siêu dẫn: điện trở phụ thuộc vào nhiệt độ, điện trở giảm đột ngột đến 0 khi nhiệt độ môi trường đạt đến giá trị tới hạn → từ trường của vật liệu siêu dẫn sinh ra phụ thuộc vào nhiệt độ của môi trường.

Hiệu ứng Meissner
Hiệu ứng Meissner-Ochsenfeld được phát hiện bởi hai nhà khoa học Đức vào năm 1933, đo sự phân bố của từ trường bên ngoài các mẫu siêu dẫn. Khi từ trường bên trong giảm, từ trường bên ngoài tăng và đường sức từ thay đổi hoàn toàn so với vật liệu gốc.

Giảii thích hiệu ứng Meissner
Khi một nam châm được thả lên một vật liệu siêu dẫn, sự di chuyển của nam châm sẽ gây ra dòng điện Foucault trong vật liệu. Theo định luật Lenz, dòng điện này có xu hướng chống lại sự chuyển động của nam châm. Vì vật liệu siêu dẫn không có điện trở, dòng điện không bị suy giảm và giữ lực kháng sự di chuyển của nam châm, khiến nam châm lơ lửng. Từ trường trong vật liệu siêu dẫn gần như bằng không và bị "đẩy" ra ngoài. Trường hợp tương tự cũng xảy ra khi vật siêu dẫn được thả trên một nam châm, khiến nó bị "khóa cứng" phía trên nam châm.
Ứng dụng của hiện tượng siêu dẫn

• Truyền tải điện năng.
• Đoàn tàu chạy trên đệm từ
• Tạo ra máy gia tốc mạnh.
• Máy đo điện trường chính xác.
• Cái ngắt mạch điện từ trong máy tính điện tử siêu tốc.
• Máy quét MRI dùng trong y học.