عملکرد و کاربرد (ابر رساناها) در میکرو _نانو الکترونیک (مهندسی برق_الکترونیک)

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )


نکته: اگردمای فلزات مختلف را تا دمای معینی(دمای بحرانی) پایین اوریم پدیده شگرفی در انها اتفاق می افتد که طی ان به ناگهان مقاومتشان را در برابرعبور جریان برق تا حد صفراز دست خواهند داد .وتبدیل به ابررسانا خواهند شد. 

حلقه سربی برعکس رسانا های دیگر رفتارمی نمایدیعنی پس از قطع میدان تا مادامیکه در حالت ابر رسانایی قرار داردجریان اکتریکی را حفظ می کند. به عبارتی اگریک سیم ابررسانا داشته باشیم پس از بوجود امدن جریان الکتریکی دران بدون مولد الکتریکی ( مثل باطری یا برق شهر )نیز می تواند حامل جریان باشد. 


اگر در همین حالت میدان مغناطیس قوی در مجاورت سیم ابررسانا قرار دهیم ویا دمای سیم را با لاتر از دمای بحرانی ببریم جریان در ان بسرعت صفر خواهد شد چون دراین حالتها سیم را از حالت ابررسانایی خارج کرده ایم . 

پدیده ابررسانایی در تکنولوژی از توانایی گسترده‌ای بر خوردار است، زیرا بر پایه این پدیده بارهای الکتریکی می‌توانند بدون تلفات گرمایی از یک ماده رسانا عبور کنند. به عنوان مثال جریانی که در یک حلقه ابررسانا بدون وجود هیچ باتری الکتریکی القا می‌شود، می‌تواند چند سال بدون کاهش باقی بماند. در حال حاضر از یک ابررسانای بزرگ برای ذخیره کردن انرژی الکتریکی در مدار نانو الکترونیکی می‌شود. ذخیره انرژی در این حلقه تا پنج مگاوات بالا می‌رود و انرژی در مدت مورد نظر آزاد می‌شود. 


کاربرد ابررسانایی

کاربردهای مهم وهیجان‌انگیز متعددی از ابررسانا در حال تکوین و تکمیل است. چندین سال است که آهنربای الکترونیکی ابررسانا در آزمایشگاه های تحقیقاتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. همین که عبور جریان از پیچه‌های چنین آهنربایی آغاز شد، برای ادامه جریان به توان ورودی جدید نیاز نیست زیرا اتلاف انرژی در مقاومت وجود ندارد. می‌توان پیچه‌ها را در حجم کمتری نیز جای داد،‌ زیرا به ساختن مجاری عبور شاره خنک کننده نیز احتیاجی نیست .

پس آهنربای ابررسانا می‌توانند میدانهایی به مراتب قوی‌تر از آهنرباهای الکترونیکی معمولی ایجاد کنند. یکی از موارد کار بسیار جالب آهنربای ابررسانا تعلیق مغناطیسی است. فرض کنید یک حلقه ابررسانا در واگنی که روی ریلهای مغناطیسی سوار شده است ، نصب شده باشد. جریانی که در حلقه القا می‌شود با ریل ، که آهنرباست، برهمکنش واقعه‌ای خواهند داشت و به این ترکیب می‌توان قطارها را در هوا معلق نگاه داشت. 

پژوهشگر و نویسنده: دکتر (  افشین رشید )