Nå kan superledere virke i romtemperatur

[G]

Ohms lov er ikke en naturlov, så det går helt fint.

 

Det må jo være et svar på dette spørsmålet også. Så jeg google't litt, og det kan se ut til at du har rett:

 

http://physics.stackexchange.com/questions/62664/how-can-ohms-law-be-correct-if-superconductors-have-0-resistivity

 

https://www.google.com/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=ohm%27s+law+superconductor

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Ohm's_law

 

http://en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity

 

 

Men, det er alltid interessant å leke med hva slike "ukjente fenomener - for folk flest" er for noe:

 

Hva om jeg tar på en ring som er superledende og som holder på en spenning. Siden jeg har høy motstand, og som kjent så går strømmen alltid den minste motstands vei, vil jeg da i det hele tatt kunne tappe den superledende ringen for noe som helst strøm ved å koble meg på den (At strømmen bare forblir i ringen)?

 

Og hva har skjedd med magnetfeltet i en superleder?

 

Eller er det jordingspotensialet som bestemmer at strømmen skal ledes ut? Og når den evt. ledes ut av den superledende ringen, vil da all strømmen forlate ringen på liknende vis som med en kondensator (kanskje et litt dårlig eksempel) ? Om du har en tjukk ledning, vil den da gløde som en glødelampe, eller smelte av som en smeltesikring?

 

Jeg synes det er litt interessant dette "mystiske ukjente" fenomenet.

Endret 8. desember 2014 av G

[Andrull]

 

 

Hva om jeg tar på en ring som er superledende og som holder på en spenning. Siden jeg har høy motstand, og som kjent så går strømmen alltid den minste motstands vei, vil jeg da i det hele tatt kunne tappe den superledende ringen for noe som helst strøm ved å koble meg på den?

Ringen, som jeg nå ønsker å kalle for spolen (da det er mer elektrisk relevant å se på det) vil allerede være en sluttet krets, så det er ikke noe du kan hente ut.

 

Kroppen din vil være tilnærmet uendelig høyere motstands-vei, (ja, den har allerede en sluttet krets med superledende wire). Og spenningen vil være svært lav, og kroppen din vil ha SVÆRT høy motstand. Kort sagt er det lite/ingenting som kan kortslutte noe som allerede er kortsluttet i all praktisk forstand.

 

Spolen ("ringen din") vil ha enorme mengder strøm som går gjennom den, og vil være en ekstremt kraftig magnet. Nærmeste sammenligning er MRI-maskiner med 1-3 Tesla, som også er kjølt ned slik at de blir superledere. Som med en MRI-maskin, så trengs det noe energi for å holde dette kjølt ned til rundt -269 grader, som regel flytende helium.

 

Skal du få ut noe energi av dette så vil det være to måter.

Den ene er på bruke det som en hver annen fastmagnet, altså setter det på en roterende aksling og så sette det opp slik at det blir et varierende magnetfelt. Aka. Generator. Men med tanke på hvorr ekstremt kraftig magneten er, så trengs nok en SVÆRT kraftig energikilde. Det er nok derfor ikke praktisk, og du henter jo ikke ut noe energi ut av ringen, du bare bruker den til å overføre energi fra mekanisk form til elektrisk. Og det kan selv en bordmagnet gjøre. Ikke noe morro med andre ord.

 

Den andre er rett og slett å bryte kretsen. Gjør du det sier det nok kaboom. All energien du puttet inn i ringen vil nå ikke kunne gå noen vei, og i det du holder på å kutte strømmen så vil spolen motvirke endringen ved å øke spenningen ekstremt. Dette vil medføre en kraftig lysbue på bryteren, og samtidig skape enormt med varme, som igjen fordamper det flytende heliumet.

 

Her har du en forstørret versjon av denne "ringen din":

Ved 2:38 vil du se de kutte strømmen til maskinen. Aka. Nødstoppen. Og da vil det forårsake en "Quench". Det du ser ut på siden er enorme mengder flytende helium som fordamper. Hadde de ikke sluppet det ut, hadde maskinen eksplodert pga. det er rene reaktoren der inne.

 

Edit: hadde du klart å skru den av/på raskt (slik at du får AC), så ville du kunne indusert spenning til en annen tradisjonell spole, som igjen kunne blitt brukt til å drive noe. Men da trenger du altså utstyr som skrur av/på denne strømmen. Og det vil ha en god del tap. Og jeg tipper det meste hadde endt opp som varme.

 

Men ja, det blir som en kondensator (eller teknisk sett det motsatte av en kondensator), som da altså vil ha lagret opp mye energi i form av et magnetfelt.

 

 

 

Og hva har skjedd med magnetfeltet i en superleder?

Det kollapser når du skrur det av (og blir til varme eller annet om du klarer å utnytte deg av det). Før du skrur det av så er det en konstant kraftig magnetfelt som ved en fastmagnet.

 

 

 

Eller er det jordingspotensialet som bestemmer at strømmen skal ledes ut? Og når den evt. ledes ut av den superledende ringen, vil da all strømmen forlate ringen på liknende vis som med en kondensator (kanskje et litt dårlig eksempel) ? Om du har en tjukk ledning, vil den da gløde som en glødelampe, eller smelte av som en smeltesikring?

Klarer du å lede det ut, som ved å indusere det ved å skru av og på kretsen raskt, så vil det bli som vanlig vekselstrøm ja. Måtte det være å drive en PC, lys eller hva du måtte ønske. (selv om det nok er svært begrenset du kan hente ut over tid)

 

Har du en spole med få vindinger som du induserer dette til, så vil du få lav spenning og svært høy strøm. Dette vil få de fleste ledninger til å gløde ja.

Men igjen, det utstyret som switcher den strømmen vil nok miste det meste som varme.

 

 

 

Endret 8. desember 2014 av Andrull

[JK_]

 

 

Noen som kan komme med forslag til hva slags betydning dette kan ha for oss? Jeg klarer ikke å se for meg hva dette kan gjøre for meg.

 

Krøll med Ohm's lov???

U = I * R

 

R = 0, gir U = 0

?

 

I = U/R

 

I = U / 0

går det an å dele noe på null ??

 

Man trenger ikke å dele på 0. Svaret her blir at siden det ikke er noen motstand i lederen så vil det heller ikke bli et spenningsfall over lederen som gjør at strøm omdannes til varme.

Motstanden din vil kun komme fra lasten så det vil forenkle regnestykket ditt over til å kun gjelde lasten. (over store strekk med AC så vil man vel fortsatt få reaktive tap, men hvordan disse påvirkes av en superleder er jeg usikker på)

[Simen1]

Jeg mener å ha lest en plass at motstanden i superledere ikke er eksakt null, bare uhyre mye lavere enn i normale ledende materialer. Mulig jeg husker feil siden jeg ikke finner det igjen.

 

Redigert: Fant litt her. "Resistivity goes to zero below the critical temperature Tc (the most sensitive measurmements imply R < 10^-25 Ω)"

Endret 9. desember 2014 av Simen1

[JK_]

Jeg mener å ha lest en plass at motstanden i superledere ikke er eksakt null, bare uhyre mye lavere enn i normale ledende materialer. Mulig jeg husker feil siden jeg ikke finner det igjen.

 

Redigert: Fant litt her. "Resistivity goes to zero below the critical temperature Tc (the most sensitive measurmements imply R < 10^-25 ?)"

 

Definisjonen til en superleder R=0, men enklere å si tilnærmet-lik 0. Slik at man kan se bort ifra det i kalkulasjoner. Så er spørsmålet, hvis en superleder har 0 mostand og dermed 0 spenningsfall over seg. kan man da frakte 10MA over 1,5mm^2 leder? Ut ifra definosjonen så skal jo dette gå helt fint, men det høres jo helt usannsynlig ut! Dersom superledere hadde blitt dagligdagse så kunne man jo fjernet høyspentnettet og kun brukt 400V som kraftoverføring.

 

Hadde jo fjernet behovet for slike "monstermaster"

[Andrull]

Man trenger ikke å dele på 0. Svaret her blir at siden det ikke er noen motstand i lederen så vil det heller ikke bli et spenningsfall over lederen som gjør at strøm omdannes til varme.

Motstanden din vil kun komme fra lasten så det vil forenkle regnestykket ditt over til å kun gjelde lasten. (over store strekk med AC så vil man vel fortsatt få reaktive tap, men hvordan disse påvirkes av en superleder er jeg usikker på)

 

Reaktive tap har lite med selve lederen, eller resistansen i den å gjøre, så det vil nok være like gjeldene som alltid ja. Superleder eller ei. Det finnes teknikker for å begrense det, men det vil nok alltids være til stede.

 

 

Jeg mener å ha lest en plass at motstanden i superledere ikke er eksakt null, bare uhyre mye lavere enn i normale ledende materialer. Mulig jeg husker feil siden jeg ikke finner det igjen.

Om vi antar at det har null motstand (resistativ), så vil det ikke være fysisk mulig å utnytte seg av dette. For du vil aldri få 100 % DC. Og selv om det er 99,99999 % DC-strøm, så vil alltid ha en liten AC-komponent inne i bildet. Som igjen gir en viss reaktiv effekt.

 

Jeg tenker da på det øyeblikket du påtrykker spenning i lederen, så vil det altså være en endring (AC-komponenten). Jo lenger du har på strømkilden, så vil den reaktive effekten dabbe av, og gå mot 0. Men den vil aldri nå 0.

 

F.eks:

Skrur du på strømmen, og har den på i 10 sekunder så har du 0,1 Hz.

Har du på spennignskilden/strømkilden i f.eks 1 dag, så er det fortsatt 0,0000116 Hz. Har du den på i 10 dager blir det 0,00000116 Hz etc,,,

 

Så uavhengig om resistansen faktisk er 0 eller tilnærmet 0, så spiller det ingen rolle her, for den reaktive effekten kan aldri bli 0, og da er du like langt.

 

Edit:

Ville jo også vært problematisk om det faktisk var 0 motstand. Da ville selv den minste spenning i en lukket krets gi uendelig høy strøm. Uendelig strøm = uendelig kraftig magnet = destruert hele observerbare universet (alt som beveger seg fra oss/ekspanderer tregere enn lysets hastighet) Det som går raskere ville vært upåvirket, da magnetfeltet brer seg med lysets hastighet og ville aldri påvirket den delen.

 

 

 

Definisjonen til en superleder R=0, men enklere å si tilnærmet-lik 0. Slik at man kan se bort ifra det i kalkulasjoner. Så er spørsmålet, hvis en superleder har 0 mostand og dermed 0 spenningsfall over seg. kan man da frakte 10MA over 1,5mm^2 leder? Ut ifra definosjonen så skal jo dette gå helt fint, men det høres jo helt usannsynlig ut! Dersom superledere hadde blitt dagligdagse så kunne man jo fjernet høyspentnettet og kun brukt 400V som kraftoverføring.

 

Hadde jo fjernet behovet for slike "monstermaster"

Måtte jo også investert i kraftige DC-stasjoner, og hele nettet gått over til DC. Slik det er i dag, så er faktisk motstanden i lederene mindre enn den reaktive effekten. Så du kunne nok bare økt kapasiteten til nettet med et par titals prosent.

Endret 9. desember 2014 av Andrull

[Simen1]

Superledere klarer bare en viss strømtetthet. Det oppsatte magnetfeltet og temperaturen "kveler" strømtettheten. Det er altså ikke nok med en milligrad under omslagspunktet for så å sette opp uendelig strømstyrke.

 

Andrull: Det blir jo litt som høna og egget. Hvordan påføre spenning på en superleder hvis motstanden er null? Hvordan få uendelig strømstyrke hvis spenning ikke kan påføres? Ohms lov vi jo få to nuller. U= R*I -> 0 = 0*I. (her er det heller ingen deling på null)

 

Spenningskilden kan neppe levere uendelig strømstyrke. Superlederen vil bare virke som en effektiv kortslutning, mens andre resisive tap i kretsen og spenningskildens stivhet begrenser strømmen.

 

Forsåvidt enig i at det alltid vil være en impuls (AC-komponent) til stede.

[sinnaelgen]

og hvor mye energi har de brukt for å gjøre det superledene ?

[G]

 

Jeg mener å ha lest en plass at motstanden i superledere ikke er eksakt null, bare uhyre mye lavere enn i normale ledende materialer. Mulig jeg husker feil siden jeg ikke finner det igjen.

 

Redigert: Fant litt her. "Resistivity goes to zero below the critical temperature Tc (the most sensitive measurmements imply R < 10^-25 ?)"

Definisjonen til en superleder R=0, men enklere å si tilnærmet-lik 0. Slik at man kan se bort ifra det i kalkulasjoner. Så er spørsmålet, hvis en superleder har 0 mostand og dermed 0 spenningsfall over seg. kan man da frakte 10MA over 1,5mm^2 leder? Ut ifra definosjonen så skal jo dette gå helt fint, men det høres jo helt usannsynlig ut! Dersom superledere hadde blitt dagligdagse så kunne man jo fjernet høyspentnettet og kun brukt 400V som kraftoverføring.

 

Hadde jo fjernet behovet for slike "monstermaster"

 

 

 

Et dilemma ville jo da blitt, at dersom superlederen feilet å forbli superledende, så ville dette svake leddet i kursen, brenne over pga. økt motstand (på et blunk) !?

 

 

og hvor mye energi har de brukt for å gjøre det superledene ?

Dersom man forholder seg til dagens dilemma, at superledere må "super"-kjøles, ja da må det nok en del energi til.

 

Men, når man først den lave temperaturen som er nødvendig, så blir en stor oppgave å isolere kulden godt nok i mot de varmere omgivelsene. Samt at en hver motstand i et slikt system vil jo skape varme i det strømmen passerer over, pga dårligere virkningsgrad.

 

Eller noe sånt noe, for jeg har egentlig ikke god nok greie på dette

Endret 10. desember 2014 av G

[Andrull]

En typisk full-størrelse MRI-maskin, bruker rundt 10-15 kW på å holde spolen superledende (under 4K). Det blir ca. 250kr per dag. Eller rundt 5000-7500kr per måned.

http://www.eceee.org/ecodesign/products/medical_imaging_equipment/MRI%20-%20Measurement%20of%20energy%20consumption%20-%20Draft%20for%20discussion%20-%202012_03_09.pdf

Endret 10. desember 2014 av Andrull

[ATWindsor]

Jeg mener å ha lest en plass at motstanden i superledere ikke er eksakt null, bare uhyre mye lavere enn i normale ledende materialer. Mulig jeg husker feil siden jeg ikke finner det igjen.

 

Redigert: Fant litt her. "Resistivity goes to zero below the critical temperature Tc (the most sensitive measurmements imply R < 10^-25 Ω)"

 

Jeg tror de ikke helt vet, fordi det er vanskelig å måle så lavt, men at rådene hypotese er at det faktisk er null motstand.

 

AtW

[sinnaelgen]

En typisk full-størrelse MRI-maskin, bruker rundt 10-15 kW på å holde spolen superledende (under 4K). Det blir ca. 250kr per dag. Eller rundt 5000-7500kr per måned.

http://www.eceee.org/ecodesign/products/medical_imaging_equipment/MRI%20-%20Measurement%20of%20energy%20consumption%20-%20Draft%20for%20discussion%20-%202012_03_09.pdf

den energien må de da kunne gjenvinne hvis det skal være noe poeng

[G]

@den andre elgen:

Kanskje de kan varme opp rommet med den?

Endret 10. desember 2014 av G

[Andrull]

 

 

En typisk full-størrelse MRI-maskin, bruker rundt 10-15 kW på å holde spolen superledende (under 4K). Det blir ca. 250kr per dag. Eller rundt 5000-7500kr per måned.

http://www.eceee.org/ecodesign/products/medical_imaging_equipment/MRI%20-%20Measurement%20of%20energy%20consumption%20-%20Draft%20for%20discussion%20-%202012_03_09.pdf

den energien må de da kunne gjenvinne hvis det skal være noe poeng

Poenget er der uansett (å analysere folk), men det er nok ikke alt for vanskelig å gjenvinne varmen i et sykehus med nok infrastruktur.

[bjarte_a]

Noen som kan komme med forslag til hva slags betydning dette kan ha for oss? Jeg klarer ikke å se for meg hva dette kan gjøre for meg.

 

superledere ved romtemperatur vil stort sett revolusjonere alt som har med elektrisitet å gjøre.