מוליך-על לעומת מוליך מושלם
מוליכים-על ומוליכים מושלמים הם שני מונחים בשימוש נרחב באלקטרוניקה. שתי התופעות הללו בדרך כלל לא מובנות כאחת. מאמר זה ינסה להסיר את אי ההבנה על ידי הצגת הדמיון וההבדלים בין מוליך-על ומוליך מושלם.
מהו מנצח מושלם?
מוליכות של חומר קשורה ישירות להתנגדות של החומר. התנגדות היא תכונה בסיסית בתחום החשמל והאלקטרוניקה. ההתנגדות בהגדרה איכותית אומרת לנו כמה קשה לזרם חשמלי לזרום.במובן הכמותי, ניתן להגדיר את ההתנגדות בין שתי נקודות כהפרש המתח הנדרש כדי לקחת יחידת זרם על פני שתי הנקודות המוגדרות. התנגדות חשמלית היא היפוך של הולכה חשמלית. ההתנגדות של עצם מוגדרת כיחס בין המתח על האובייקט לזרם הזורם דרכו. ההתנגדות במוליך תלויה בכמות האלקטרונים החופשיים בתווך. ההתנגדות של מוליך למחצה תלויה בעיקר במספר אטומי הסימום המשמשים (ריכוז הטומאה). ההתנגדות שמערכת מראה לזרם חילופין שונה מזו לזרם ישר. לכן, המונח עכבה מוצג על מנת להקל בהרבה על חישובי התנגדות AC. חוק אוהם הוא החוק היחיד המשפיע ביותר כאשר נדון בנושא ההתנגדות. הוא קובע כי עבור טמפרטורה נתונה, היחס בין המתח על פני שתי נקודות, לזרם העובר בנקודות אלו, הוא קבוע. קבוע זה ידוע כהתנגדות בין שתי הנקודות הללו.ההתנגדות נמדדת באוהם. מוליך מושלם הוא חומר בעל התנגדות אפסית בכל תנאי. מוליך מושלם אינו דורש שום גורם חיצוני כדי לשמור על המוליכות המושלמת. המוליכות המושלמת היא מצב קונספטואלי, המשמש לעתים כדי להקל על החישובים והעיצובים שבהם ההתנגדות זניחה.
מהו מוליך-על?
מוליכות-על התגלתה על ידי Heike Kamerlingh Onnes בשנת 1911. זוהי התופעה של התנגדות אפסית בדיוק כאשר החומר נמצא תחת טמפרטורה אופיינית מסוימת. ניתן לראות מוליכות-על רק בחומרים מסוימים. תיאורטית, אם החומר הוא מוליך-על לא יכול להיות שדה מגנטי בתוך החומר. ניתן לראות זאת על ידי אפקט מייסנר, שהוא פליטה מוחלטת של קווי שדה מגנטי מהפנים של החומר כשהחומר עובר למצב מוליך-על. מוליכות-על היא תופעה מכאנית קוונטית וכדי להסביר את מצבו של מוליך-על, נדרש ידע במכניקת הקוונטים.טמפרטורת הסף של מוליך-על ידועה כטמפרטורה קריטית. כאשר הטמפרטורה של החומר יורדת עוברים את הטמפרטורה הקריטית ההתנגדות של החומר יורדת בפתאומיות לאפס. הטמפרטורות הקריטיות של מוליכי-על הן בדרך כלל מתחת ל-10 קלווין. מוליכים בטמפרטורה גבוהה, שהתגלו לאחרונה, יכולים להיות בעלי טמפרטורות קריטיות עד 130 קלווין או יותר.
מה ההבדל בין מוליך-על ומוליך מושלם?
• מוליכות-על היא תופעה המתרחשת בחיים האמיתיים, בעוד שמוליכות מושלמת היא הנחה שנעשתה כדי להקל על החישובים.
• מוליכים מושלמים יכולים לקבל כל טמפרטורה, אבל מוליכים קיימים רק מתחת לטמפרטורה הקריטית של החומר.
