Elektronen bij Supergeleiding

[Sybke]

Bij supergeleiding wordt de weerstand van een materiaal 0. Nu heb ik de formule voor de stroom... I = nAev, waarbij n het aantal stromende elektronen per volumeeenheid, A de draaddoorsnede waardoor de stroom gaat, e de lading van het elektron en v de driftsnelheid is.

Waarom gaat de stroom bij supergeleiding niet naar oneindig? Dit komt waarschijnlijk omdat de elektronen tijd nodig hebben om te versnellen. Betekend dat dan weer dat de stroom in een supergeleidende draad niet overal hetzelfde is? Als ik een lange supergeleidende draad neem, nadert de stroom daardoor dan in principe naar oneindig? Als dat zo is, wat neemt dan toe, n, v of beide?

[Bart]

Ik neem aan dat je concludeert uit het feit dan R->0 de stroom I naar oneindig zou moeten gaan? Echter, de wet van Ohm geldt niet bij supergeleiding!

[ajw]

In ieder geval gaat de inwendige weerstand van de stroombron een significante rol spelen (die meestal verwaarloost kan worden).

Maar er is misschien wel een paradox:

Als de weerstand echt 0 is kan er geen spanningsverschil over de supergeleidende draad worden aangebracht, dus waarom zou er dan stroom gaan lopen?

[wannes]

Maar er is misschien wel een paradox:

Als de weerstand echt 0 is kan er geen spanningsverschil over de supergeleidende draad worden aangebracht, dus waarom zou er dan stroom gaan lopen?

er kan wel een spanning worden aangebracht, maar je moet die wel ondehouden , net zoals bij een gewone geleider

[Leuke gast]

Waarom gaat de stroom bij supergeleiding niet naar oneindig?

de spanningbron leverd geen oneindige stroom, De spannings bron leverd niet een oneindig aantal electronen.

[Sybke]

Maar als de Wet van Ohm niet geldt bij supergeleiding, hoe zit het dan wel? Wat bepaalt de stroomsterkte, hoe kan die berekend worden?

[Leuke gast]

Maar als de Wet van Ohm niet geldt bij supergeleiding, hoe zit het dan wel? Wat bepaalt de stroomsterkte, hoe kan die berekend worden?

je krijgt dan toch meer met deeltjesfysica, of bijvoorbeeld halfgeleiderfysica te maken. Electronen bezitten een bepaalde lading, en het hangt af van de geleider hoeveel lading deze kan bezitten. Wat bijvoorbeeld de wet van ohm ook niet omschrijft is dat electronen zich met minder dan de lichtsnelheid verplaatsen.

Het is volgens mij ook zo als de stroom te hoog wordt in een supergeleider, dat deze dan zijn supergeleiding verliest. Er is dus weldegelijk een beperking.

Ik weet niet hoe je zoiets berekend.

[Duhh]

berekenen hoeft nietr echt denkik maar beredeneren gaat wel

als je op de snelweg oneindig hard mag dan nog passen er maar een bepaald aantal auto`s op de rijbijn ... anders slip het toch weer dicht ...

de geleider kan dus in verzadiging gaan ...

en een spaning kun je niet aanbrengen want er is geen weerstand .... duw met je hand tegen de lucht voor je ... voel je geen spanning ??? nee want er is (bijna) geen weerstand ... er is geen supersonische stroombron ....

over de snelhied ... als een geladen deeltje zich verplaatst in een geleider word hij tegengewerk .... lenz law en eddy currents ....

[eendavid]

het punt is dat er een stroom kan lopen zonder dat er en spanning wordt aangelegd. Je kan bijvoorbeeld eerst een stroom laten lopen door een supergeleider (de bronspanning staat dan over de draden), en daarna tussen begin en einde van de supergeleider een 2de supergeleider plaatsen. Dan zal in de supergeleidingskring oneindig lang stroom blijven lopen (ik geloof dat men het na 2 jaar ofzo heeft afgezet, omdat het nogal veel geld kost om dat gekoeld te houden...).

dus

V=IR. R=0 impliceert V=0, niet I=oneindig. Inderdaad bij het gewoon aanleggen van een spanning moet je weerstand van draden en inwendige weerstand van de bron in rekening brengen.

[Sybke]

Hoeveel stromende elektronen per kubieke meter kan een supergeleider maximaal bevatten? En wat is de driftsnelheid van die elektronen? Ik wil alleen die twee getallen.

[eendavid]

Hoeveel stromende elektronen per kubieke meter kan een supergeleider maximaal bevatten? En wat is de driftsnelheid van die elektronen? Ik wil alleen die twee getallen.

vraag 1: cooperparen vormen een bosonengas, dus het zou me sterk verwonderen moest er hier een beperking zijn op de dichtheid. antwoord: \(\infty\)

vraag 2: er is niet zoals in een ohmse weerstand een wrijvingskracht in te voeren. Bovendien zou zelfs daar de driftsnelheid afhankelijk zijn van het aangelegde veld. oftewel ben ik op de moment zeer verward, oftewel kan je beter je vraag verduidelijken. alleszins is het antwoord geen getal.

[ajw]

Hoeveel stromende elektronen per kubieke meter kan een supergeleider maximaal bevatten?

Ik heb wel een getal gevonden(per vierkante cm). He gaat je denk ik om wat beschreven wordt als Critical Current Density (Jc)?:

Many groups have shown that densely sintered materials can carry very high currents, well in excess of 105 A cm-2 at low temperatures.

http://physicsweb.org/articles/world/14/4/2

Nog een interessant artikel:

http://www.citebase.org/fulltext?format=ap...d-mat%2F0303647

[eendavid]

mja, kleine complicatie inderdaad, dat was ik alweer vergeten [rr] .

er is wel degelijk een beperking op de stroomdichtheid. De reden hiervoor gaat als volgt. Een elektrische stroomdichtheid wekt een magnetisch veld B op (wet van ampere). Echter, supergeleiders zijn slechts supergeleiders in een bepaald gebied van het (B,T)-diagramma (T staat voor temperatuur). Ten eerste moet de temperatuur laag genoeg zijn. Ten tweede moet het magnetische veld laag genoeg zijn. een stroomdichtheid kan dus inderdaad de supergeleiding breken, waardoor plots een weerstand optreedt.

voor een begrijpelijke (fenomenologische) uitleg van supergeleiding (ook bovenstaand fenomeen)

http://supertech.vgt.bme.hu/superlife/en/b...siderations.htm

Het verbaast me dat men een specifieke waarde kan geven voor deze stroomdichtheid. Er geldt immers, met D diameter van de draad \(I_c \propto D\) of dus \(J_c \propto \frac{1}{D}\) Met andere woorden, voor een dunnere draad kan deze stroomdichtheid groter worden. Is er een conventie in diameter waarvoor deze waarden worden gegeven?

opmerking om alle verwarring te vermijden: in werkelijkheid is men geïnteresseerd in stroom eerder dan stroomdichtheid, en zal men dus dikkere draden maken om meer stroom te kunnen dragen

revisie antwoord op de vraag: er is in principe slechts een beperking op de stroom / stroomdichtheid doordat de dimensies in de praktijk niet vrij te kiezen zijn(je kan wel meer stroom voeren, maar dan verlies je supergeleiding). Een relatie hieromtrent vindt je in bovenvernoemde site. Je zal dan zien dat ook \(H_c\) optreedt, het kritische magnetische veld. Ook de keuze van het materiaal speelt hierin dus een rol, en het is hierin dat de prestatie van de onderzoekers uit voorgaande post zit.

[Antoon]

een oneinige stroom is zowiezo onmogelijk , denk aan de speciale relativiteit of aan de energie die daarvoor nodig is.

Een supergeleider kan alleen maar supergeleiden als er geen extern magneetveld voor de supergeleider komt , bij de kritischetemperatuur treed het (meisser) effect op dat er voor zorgt dat het magneetveld buiten de supergeleider worden gehouden. bij een type II supergeleider werkt het anders maar het komt ook op het zelfde neer.

als de stroom te hoogword komt er vanzelf een magneetveld in de geleider en gaan de supergeleidende eigenschappen verloren. zo als hierboven in gezegt is.