ابررسانایی superconductivity

امام على‌علیه‏‌السلام: سرآمد فضیلت‌ها، دانش است؛ نقطه پایان فضیلت‌ها دانش است.

ابررسانایی superconductivity

امام على‌علیه‏‌السلام: سرآمد فضیلت‌ها، دانش است؛ نقطه پایان فضیلت‌ها دانش است.

کاربرد ابررسانا ها در مهندسی برق - مخابرات

     در صنعت مخابرات قبل از هر چیز ابررساناها در اسیلاتورها و موجبرهای مایکروویو[1] به صورت فیلمهایی که سطح داخلی موجبرها را می‌پوشانند و تلفات را کاهش دهند استفاده می‌گردد. در سال ١٩٩٥ اولین آنتن ابررسانا در آزمایشگاه ملی Oak Ridge ساخته شد. همانطور که می‌بینیم نسبت به سایر محصولات ابررسانایی، آنتن ها چند سالی است که به میان آمده‌اند.


    یکی از مهمترین پارامترها در آنتن بهره‌وری است. که از دو جهت آنتن‌های ابررسانا به ما کمک می‌کنند. اولا" تلفات اهمی را تقریبا" از بین می‌برد، ثانیا" طول خطوط انتقال را نیز کاهش می‌دهد. جالب است بدانیم سالانه حدود %١٥تولیدات برق به دلیل تلفات حرارتی ناشی از مقاومت اهمیک از بین می‌روند.


    درحقیقت در آنتن‌های ابررسانایی به طور موثرتری به بهره‌ای نزدیک %١٠٠می‌رسیم. این آنتن‌ها دارای شدت تشعشع بالاتری نیز می‌باشند. در ایران این آنتن‌ها فعلا کاربردی نداشته و مرکز یا شرکتی روی این محصولات کار نمی‌کنند که از دلایل آن می‌توان به جدید بودن این تکنولوژی اشاره نمود.


     اتصال جوزفسون برای ساخت گیرنده‌ها و فرستنده‌های‌ فونونی با فرکانسهای بسیار بالا نیز قابل استفاده هستند. فرکانس کار تجهیزات مخابراتی ابرررسانا با حداقل تلفات می‌تواند تا صدها گیگاهرتز و حتی محدوده تراهرتز برسد که قابل مقایسه با فرستنده‌ها و گیرنده‌های متداول نیست. علاوه بر فرستنده‌ها و گیرنده‌های فونونی، آشکارسازهای میکروویو نیز با ابررساناها ساخته شده‌اند که قادرند٣ /٠ پیکووات را با فرکانس ٧٠ گیگاهرتز تشخیص دهند. ابررساناها براس ساخت فیلتر مایکروویو در ایستگاه تلفنهای موبایل نیز استفاده می شود.



[1] Microwave Waveguides

کاربرد ابررسانا ها در مهندسی برق - الکترونیک

در ساخت مدارهای الکترونیکی از دو تکنولوژی عمده ترانزیستور و مدارهای مجتمع استفاده می‌شود که ابررساناها به یاری پدیده‌های مقاومت صفر و جوزفسون می‌توانند در هر دو مورد به کار روند.

ابررساناها ممکن است به صورت ماده‌ای ایده‌آل در ساخت اتصالات داخلی به‌کار روند. از آنجا که ابررساناها می‌توانند الکتریسیته را بدون هیچ مقاومتی از خود عبور دهند، به میزان قابل توجهی سبب کاهش اتلاف انرژی به صورت حرارت در مدارهای مجتمع و ترانزیستورها می‌گردند.

مواد ابررسانا مزیت‌های دیگری از جمله حذف مشکلات مربوط به تداخل میدان مغناطیسی در مدارهای مجتمع را دارا می‌باشند. مشکل عمدهای که بر سر راه استفاده از ابررساناهای جدید با دمای گذار بالا، وجود دارد، پایین بودن چگالی جریان عبوری JCT در آنهاست. در مدارهای مجتمع، نیاز به چگالی جریان عبوری ١٠٠٠٠٠ آمپر بر سانتی‌متر مربع تا ١٠٠٠٠٠٠ آمپر بر سانتی متر مربع داریم. درحال حاضر، مواد ابررسانایی با دمای گذار بالایی که بتوانند چنین گستره‌ای از چگالی جریان را داشته باشند، در اختیار نداریم.

استفاده از ابررساناها با توجه به عدم اتلاف انرژی الکتریکی به شکل گرما و طرد میدان‌های مغناطیسی خارجی  و جلوگیری از تداخل چنین میدان‌هایی در مدارهای مجتمع می‌توانند بسیار مفید باشد.

مزیت ادوات الکترونیکی ابررسانایی به طور خلاصه عبارتند از:

ادامه مطلب ...