Differenza tra superconduttore e conduttore perfetto

Superconductor vs Perfect Conductor

I superconduttori e i conduttori perfetti sono due termini ampiamente usati nell'elettronica. Questi due fenomeni sono generalmente fraintesi come uno. Questo articolo cercherà di rimuovere l'equivoco presentando le somiglianze e le differenze tra un superconduttore e un conduttore perfetto.

Cos'è un conduttore perfetto?

La conduttanza di un materiale è direttamente collegata alla resistività del materiale. La resistenza è una proprietà fondamentale nel campo dell'elettricità e dell'elettronica. La resistenza in una definizione qualitativa ci dice quanto sia difficile per una corrente elettrica fluire. In senso quantitativo, la resistenza tra due punti può essere definita come la differenza di tensione richiesta per prendere una corrente unitaria attraverso i due punti definiti. La resistenza elettrica è l'inverso della conduzione elettrica. La resistenza di un oggetto è definita come il rapporto tra la tensione attraverso l'oggetto e la corrente che lo attraversa. La resistenza in un conduttore dipende dalla quantità di elettroni liberi nel mezzo. La resistenza di un semiconduttore dipende in gran parte dal numero di atomi droganti usati (concentrazione di impurezze). La resistenza che un sistema mostra a una corrente alternata è diversa da quella a una corrente continua. Pertanto, il termine impedenza viene introdotto al fine di rendere i calcoli della resistenza CA molto più facili. La legge di Ohm è la legge più influente quando viene discussa la resistenza di argomento. Si afferma che per una data temperatura, il rapporto tra la tensione su due punti e la corrente che passa attraverso questi punti è costante. Questa costante è conosciuta come la resistenza tra questi due punti. La resistenza è misurata in Ohm. Un conduttore perfetto è un materiale che ha resistenza zero in qualsiasi condizione. Un conduttore perfetto non richiede alcun fattore esterno per mantenere la conduttività perfetta. La conduttività perfetta è una situazione concettuale, che a volte viene utilizzata per facilitare i calcoli e i progetti in cui la resistività è trascurabile.

Cos'è un superconduttore?

La superconduttività è stata scoperta da Heike Kamerlingh Onnes nel 1911. È il fenomeno di avere una resistività esattamente zero quando il materiale è sotto una certa temperatura caratteristica. La superconduttività può essere osservata solo in alcuni materiali. Teoricamente, se il materiale è superconduttivo, un campo magnetico non può essere presente all'interno del materiale. Ciò può essere osservato dall'effetto Meissner, che è la completa espulsione delle linee del campo magnetico dall'interno del materiale mentre il materiale si trasferisce in uno stato superconduttore. La superconduttività è un fenomeno di meccanica quantistica e per spiegare lo stato del superconduttore è necessaria la conoscenza della meccanica quantistica. La temperatura di soglia di un superconduttore è nota come temperatura critica. Quando la temperatura del materiale viene diminuita, passare la temperatura critica, la resistenza del materiale scende bruscamente a zero. Le temperature critiche dei superconduttori sono solitamente inferiori a 10 Kelvin. I superconduttori ad alta temperatura, che sono stati scoperti più recentemente, possono avere temperature critiche fino a 130 Kelvin o più.