מוליכות על הינו תחום מדעי-טכנולוגי חשוב הקיים כבר עשרות שנים אך מתפתח לאט יותר מרוב התחומים המשיקים לו.

הסבר קצר:

לכל מוליך חשמל ישנה תכונה הנקראת "מוליכות חשמלית" , והיא זו המאפיינת את יכולתו של המוליך להעביר דרכו זרם חשמלי (כלומר שדה אלקטרו-מגנטי המתקדם לאורכו של המוליך - בלשון הפיזיקאים).

לדוגמא:  חוט חשמל העשוי נחושת יוליך טוב יותר מחוט זהה במימדיו אך עשוי ברזל.

>המשמעות ברורה:  ככל שהחומר יוליך טוב יותר חשמל, אזי צריכת האנרגיה ממקור האנרגיה המזין את המעגל החשמלי תהיה קטנה יותר, כלומר הנצילות תהיה טובה יותר.    לעומת זאת אם  החומר יוליך גרוע, כלומר התנגדותו למעבר חשמל תהיה גבוהה אזי רוב האנרגיה מהמקור תועבר לעומס (המעגל בקצה) עם הרבה  ביזבוזים שיבלעו במוליך עצמו כתוצאה מהתנגדותו הגבוהה (ביזבוז או איבוד אנרגיה משמעותו התמרה לאנרגיה לא יעילה כגון חימום המוליך, וצורות אחרות של אנרגיה לא רצויה כגון אור או אקוסטית ועוד).

>מכאן נובע, שהשאיפה ההנדסית היא ליצור מוליך על, כזה שההתנגדות החשמלית שלו = 0.

  האם זה אפשרי?

ובכן, לאחר שנוסו במרוצת השנים המון מתכות, סגסוגות ותרכובות שכללו זהב ועוד מתכות יקרות, הבינו המדענים שמעשית (וגם חישובית), לא ניתן לייצר חומר עם התנגדות 0.

> וכאן פנו לתחום הפיזיקאלי שמקרב אותם למטרה: תחום הטמפרטורות הסופר-קרות :  Cryogenic Temperatures.

 מדובר בטמפרטורות הקרובות ל-0 המוחלט (273C- בקירוב), שם האטומים בחומר "רגועים" יותר כי האנרגיה שהם מקבלים מהסביבה הקרה הינה אפסית, ולכן ההתנגדות למעבר שדה חשמלי היא קטנה ביותר, וממש קרובה ל-0.

> בפרויקט שאת הקטע הטכני שלו ניהלתי בתחילת העשור, הצלחנו להגיע לשיפור עצום ביחס אות לרעש (SNR) של מקלט תקשורת סלולרית שפעל בתנאים קריוגניים (כלומר - במוליכות על).  עבדנו ב 200C -.

כפי שהתנגדות חשמלית היא דבר שאנו  רוצים להקטין מהסיבות שציינתי קודם, אזי באותו הגיון , יחס האות-לרעש הוא פרמטר שככל שנצליח להגדיל אותו במערכות תקשורת, נשפר את הביצועים תחת אותו מקור מתח, כי אם מגדילים את היחס הזה, פירושו של דבר שהאות (הסיגנל שאותו אנו רוצים לקלוט) יהיה הרבה יותר חזק מהרעש (המקביל להתנגדות חשמלית), ולכן כל ביצועי המערכת ישתפרו.

----------

> מה שמנע ועדיין מונע מפרויקטים כאלה להפוך לדבר יישומי וכלכלי הוא כמובן המחיר הגבוה הדרוש לייצר כאלה התקנים (העשויים מחומרים מיוחדים מוגני-פטנט) והאנרגיה הנדרשת לקרר אותם לטמפרטורות כאלה נמוכות.

 

את בעית הקור אתה יכול לפתור מחוץ לכדור הארץ...

אני לא צוחק.. אני שותף בפרוייקט דומה...

נושא הקירור:

במערכות סלולריות נייחות לשימוש המוני, יש צורך בקירור בכל Base-Station , כך שהחלל אינו פיתרון.

עושים שימוש במקררים קטנים מיוחדים המגיעים לטמפרטורות הרצויות.  הטכנולוגיה קיימת ומוכחת.

לא הבנתי אותך

 

לקחנו את המערכת שלנו לאיזור קר בחלל

 אנחנו צריכים להתמודד עם "רעשים אחרים" אבל זה יחסית פתיר

 

 

שאלת תם: איך אפשר לשמור על טמפרטורה נמוכה שלא בתנאי מעבדה?

כל מה שאני יכול להגיד בנושא הוא שהכוכב פלוטו נתן לנו את ההשראה...

 

http://www.spacedaily.com/reports/Charon_An_Ice_Machine_In_The_Ultimate_Deep_Freeze_999.html

 

 

צטט: omore 2008-08-17 12:50:29

לא הבנתי אותך

 

לקחנו את המערכת שלנו לאיזור קר בחלל

 אנחנו צריכים להתמודד עם "רעשים אחרים" אבל זה יחסית פתיר

 

 

---

בפרוייקט שלך אולי אפשר לקחת את המערכת לחלל (מחוץ לכדור-הארץ) אבל במערכות שאני מדבר עליהן, למשל במערכות תקשורת סלולרית, צריך לבצע את הקירור על כדור הארץ כל הזמן,  תוך שימוש במקררים מיוחדים שיקררו את החומרה המיוחדת בלי הפסקה.

 

צטט: מיכאל ניר 2008-08-17 15:06:30

שאלת תם: איך אפשר לשמור על טמפרטורה נמוכה שלא בתנאי מעבדה?

-----

ישנם מקררים מיוחדים (בגודל של כקופסאת נעליים) שמסוגלים לבצע את העבודה בדיוק רב וברצף.

 

האם רק חשמל הוא מקור האנרגיה של אותם מקררים. ד"א התעלתם עלעצמכם כי בדרך כלל מקררים מסוג זה הם חתיכת דבר.... מבחינת הגודל

 

חייב להגיד לך שההסבר שלך שפתחת איתו את הדיון מאלף

 

פעם אני וחבר שלי אלקטרונאי בחסד עליון ניסינו לבדוק אם יש אפשרות לנצל את אותו רעש להפקת/התמרת

אנרגיה... היה מעניין אבל נתקענו שוב בשלבים של עלות מול תועלת...
טוב זה היה מזמן....

כן, המקררים אכן קטנים, ולא כאן המקום לפרט את הטכנולוגיה.

---

לגבי הרעש כמקור אנרגיה:    מדובר על רעשים טרמיים וכן רעשים ספקטרליים, שמסתכמים במיקרו-עד-מילי וואטים בלבד כך שכמקור אנרגיה הם זניחים, וחבל על המאמץ לנסות להשתמש בהם.

שכחת לציין מי גילה את מוליכות העל:

קמרלינג אונס ב-1911 והוא זכה על כך בפרס נובל ב-1913.

בהולנדית: Heike Kamerlingh Onnes. 

     

מעבדת טמפרטורות נמוכות - קמרלינג אונס 

קמרלינג אונס השתתף עם עוד 31 מדענים בקונגרס סולבאי הראשון בבלגיה שעסק בבעיות הבוערות בתורת הקוואנטים. בתמונה כאן הוא עומד ליד אלברט אינשטיין:

ולמה משמשת המוליכות על?

לרכבות המהירות בעולם. להלן: רכבת ה-Maglev

MAGLEV - magnetically levitating train

מגיעה למהירויות של מטוס - 900 קמ"ש. משתמשת בכוחות מגנטיים ולא בגלגלים ובטכנולוגיית העל מוליכות. הפטנטים הראשונים לתחבורה מגנטית היו גרמנים ואמריקאים מתחילת המאה העשרים: 

 

 

היפנים הגיעו כמעט ל-600 קמ"ש:

 

תודה לגלי על השלמת הידע ההיסטורי.  הצ'ק בדרך....

וכעת, עם הפנים קדימה:   האם הרכבות המהירות הללו עוצרות גם בתחנת השמונה?

----

ולשאר הקוראים:

האם מישהו מכיר תחומים יישומיים נוספים בהם עושים שימוש בטכנולוגיה זו?  נא לא לפרט את כל השימושים הקראיוגניים אלא רק את מוליכות העל, בדגשים הבאים:

סופר-השנאה (Transformation) - זה התחום הכי רלוונטי למיטב ידיעתי מלבד התחום אותו הזכרתי.

אנרגיה ירוקה,

רפואה,

תחומים נוספים.

במאיץ החלקיקים LHC מקררים את האלקטרומגנטים לכ-2 מעלות קלוין באמצעות הליום נוזלי כדי להשיג את השדות המגנטיים החזקים הדרושים בהשקעת אנרגיה ברמות סבירות!