Kas ir supravadošs vads?

Liels strāvas blīvums ir viens no galvenajiem apsvērumiem ķēdes projektēšanā, un tas ir ļoti svarīgs, izstrādājot mazas integrētas mikroshēmas pārnēsājamām elektroniskām ierīcēm. Strāvas blīvumu var vienkārši aprakstīt kā elektriskā lādiņa blīvumu, kas plūst caur vadošu materiālu. Lielākā daļa vadītāju elektriskās pretestības dēļ izdala lielu daudzumu siltuma pie īpaši liela strāvas blīvuma. Savukārt supravadošajam vadam nav elektriskās pretestības, tāpēc liekā siltuma izdalīšanās nav problēma. Tomēr supravadošs vads var radīt tik augstu strāvas blīvuma līmeni, ka tie rada magnētisko lauku, kam var būt kaitīga ietekme uz supravadītspēju.

Viens no galvenajiem izaicinājumiem veiksmīgai supravadošu vadu ieviešanai ir nepieciešamība pēc ārkārtīgi zemām temperatūrām. Supravadoši materiāli zaudē savu supravadītspēju un sāk radīt elektrisko pretestību virs noteiktas temperatūras sliekšņa, tāpēc ir svarīgi, lai materiāli būtu zemāki par šo temperatūru. Daudzu veidu supravadošās stieples ir jātur temperatūrā, kas ir krietni zem 30 Kelvina (-406 °F), tādēļ ir nepieciešams izmantot šķidru hēliju vai šķidru slāpekli. Daži supravadītāju veidi fenomenā, kas pazīstams kā “augstas temperatūras supravadītspēja”, var darboties pat 125 Kelvina (-235 ° F) temperatūrā. Šādu supravadošu materiālu dzesēšana, lai gan tas joprojām nav vienkāršs uzdevums, ir lētāks nekā citiem nepieciešamo ārkārtīgi zemo temperatūru pārvaldība.

Diemžēl daudzu veidu supravadītājus, īpaši augstas temperatūras supravadītājus, ir diezgan grūti pārvērst supravadītājos stieplēs. Daudzi augstas temperatūras supravadoši materiāli ir diezgan trausli, tāpēc nav iespējams tos pārveidot par tipiskiem elastīgiem vadiem. Bieži vien ir nepieciešams piepildīt cauruli ar supravadoša materiāla pulverveida formu. Daudzos gadījumos pulveris tiek ievietots kādā metāla formā, uzkarsēts un saspiests platā, plakanā stieplē. Šādai supravadošai stieplei trūkst tradicionālās stieples elastības, taču tā var būt diezgan noderīga.