Supravodiče

V roku 1911 objavil holandský fyzik Kamerling Onnes jav, ktorý nazývame supravodivosť. Zistil, že pri teplote 4,2 K klesá odpor ortuti na nemerateľne malé hodnoty. Merný odpor supravodiča je menší než 4.10-25 W.cm. Táto hodnota je 1017 krát menšia ako merný odpor medi pri izbovej teplote. Môžeme teda hovoriť o tom, že supravodiče majú skutočne nulový odpor. Supravodivosť je pokles elektrického odporu niektorých látok pri teplotách nižších ako určitá kritická teplota na nemerateľne nízku hodnotu. Hovoríme preto že látka má nulový odpor.
Supravodivý stav sa v supravodičoch vyskytuje len ak je splnená podmienka, že teplota supravodiča je nižšia ako kritická teplota. Kritická teplota závisí od štruktúry supravodiča. Môžeme ju teda ovplyvňovať štruktúrnym zložením materiálu. V niektorých prípadoch závisí od hrúbky materiálu a tlaku. Prímesami môžeme kritické veličiny zvyšovať alebo znižovať. To sa využíva pri objavovaní nových supravodičov. Ako už bolo spomenuté jav supravodivosti nastáva pri veľmi nízkych teplotách. Tieto teploty sa dosahujú v chladiacich zariadeniach pomocou skvapalnených plynov. Veľmi nízke teploty , héliové teploty (od 0,2 do 4,2 K) sa získavajú kvapalným héliom. Jeho výhodou je, že za normálneho tlaku vôbec neexistuje v tuhom skupenstve, ale nevýhodou, že je drahý. Na chladenie sa používajú aj iné plyny v kvapalnom stave. Tu je dôležitá šírka intervalu teplôt medzi teplotami topenia a varu. Tento interval však nieje jediným kritériom pre výber. Rozhodujúca je (ako všade) aj cena. Vo vývoji supravodičov nastal kvalitatívny skok najmä objavením tzv. vysokoteplotných supravodičov. Ich kritická teplota je takmer 120 K a umožňujú tak chladenie lacnejším a dostupnejším kvapalným dusíkom.
Využitie supravodičov:
· bezstratový prenos elektrickej energie
· výroba supravodivých magnetov
· magnetické pumpy
· hromadenie elektrickej energie
· vinutia transformátorov – zmenšenie rozmerov a hmotnosti s výkonom 2 až 3 GV.A
Uvažuje sa aj o využití supravodičov v počítačoch, v meracej technike a kozmickú techniku. Najväčšou prekážkou väčšieho využívania supravodičov je nízka kritická teplota. Napriek tomu už dnes existuje celý rad zariadení, v ktorých sa využívajú supravodiče a sú ekonomicky výhodnejšie ako zariadenia bez nich. Ďalší vývoj supravodičov sa orientuje na hľadanie supravodičov s vyššou kritickou teplotou. Jestvuje na rozumných predpokladoch založená predpoveď, že niektoré látky môžu byť supravodičmi pri izbových teplotách.

Zatiaľ však takéto látky nie sú objavené.
Objav supravodivosti patrí medzi najvýznamnejšie objavy 20. storočia. V súčasnosti, keď už bola podstata supravodivosti objasnená aj teoreticky a bola objavená tzv. vysokoteplotná supravodivosť, sa všetky predpovede budúcnosti supravodičov zhodujú v tom, že sú to perspektívne materiály, ktoré spôsobia revolučný skok nielen v elektrotechnike a elektronike, ale aj v technike vôbec. Použitá literatúra: J. Štofa, Otázky a odpovede z elektrotechnických materiálov, Alfa, 1987
Hassdenteufel, Dubský, Rapoš, Šandera, Elektrotechnické materiály, Alfa, 1978.