Cílem předmětu je seznámení se základními pojmy teorie elektromagnetického pole. Po prostudování modulu by měl student být schopen orientovat se v základní terminologii elektrotechniky, řešit elementární úlohy z elektro/magnetostatického pole, stacionárního a kvazistacionárního pole a měl by znát základní principy šíření elektromagnetických vln.
Polovodiče
Některé polovodiče vykazují podobně jako kovy elektronovou vodivost, jiné iontovou vodivost jako
elektrolyty; elektrotechnice nás většinou zajímá první skupina. Polovodič začne vést proud.druhu, nichţ můţe vniknout jisté hloubky pod
povrch, přičemţ materiál stále supravodivý.
Supravodiče dělí dvě skupiny:
a) druhu (čisté kovy Pb,Hg,Sn,Al apod. Porucha šíří proti
směru pohybu elektronů dostala pojmenování díra.15.18
obr. Protoţe kritická hodnota je
jen povrchu, přechází supravodič normálního stavu povrchu středu. Vloţíme-li konstantního magnetického pole obr. 2. Vodivost této skupině vysvětluje
na modelu energetických pásem modelu krystalové mříţe především vlastní extrémně čistých
látek), vznikající přechodem některých elektronů valenčního pásma pásma vodivostí. skupiny periodické soustavy křemík, germanium, selén)
vykazují pravidelné uspořádání mříţky typu diamant atomy propojenými dvěma elektrony, vţdy
jedním kaţdého atomu.Vliv prostředí elektromagnetické pole
60
Původcem magnetického pole supravodiči můţe být jak vnější zdroj (elektromagnet) tak vlastní
proud supravodičem.
Monokrystaly některých látek (např. 2.
obr. 2. Tento stav naznačen obr 2,16c.17
je další stav, který nazýváme smíšený, kdy ale odpor zůstává nulový. Pro niţší jsou
materiály tohoto druhu (niob jeho slitiny) praxi významnější. Laboratorně byly vyvinuty i
materiály bázi keramiky kritickými teplotami daleko vyššími, pro
praktické pouţití jsou zatím drahé nedostupné. Jejich vzájemná
vazba můţe vypadat jako obr. Existuje tedy jistá kritická proudová hustota Jk, při jejímţ
dosaţení přejde vodič stavu supravodivého stavu normálního Přechod stavu
supravodivého normálního neproběhne okamţitě celém průřezu.
2. Jeho permeabilita tedy klesne nulu kov stane
absolutně diamagnetickým (je něm 0). pole teplota.
b) supravodiče II. Supravodivý stav zanikne
úplně při hodnotě Hk2, která opět závisí teplotě podle čárkované čáry obr.17
.16a, dochází vlivem plošných Meissnerových proudů hustotě úplnému potlačení (vytlačení)
magnetického pole supravodiči obr.
Supravodiče dnes znamenají perspektivní směr vývoje jak silnoproudé
elektrotechnice (sníţení ztrát), tak mikroelektronice (zmenšení rozměrů). 2. proto zájem zvýšit kritickou teplotu
nad 20,4°K, coţ teplota tekutého vodíku, případně nad 79°K pro
chlazení poměrně levným tekutým dusíkem.
Zatím nejváţnější překáţkou jejich většího vyuţití potřeba drahého
chladicího media tekutého helia. 2. této vlastní vodivosti hustota pohybujících
se elektronů děr stejná funkcí teploty. Při nepravidelném
tvaru tělesa mohou udrţet současně stavy delší dobu.2. uvedeného vyplývá, existenci supravodivosti mají vliv
tři vnějšku měnitelné veličiny proudová hustota, indukce mag. pole. Důsledkem poruch mříţky můţe takováto vazba přerušit elektrony se
uvolní.). Mezi Hk1 Hk2 obr.18. Proudová hustota supravodičích bývá 103
† 104
A/mm2
a její magnetické
účinky mohou supravodivost ohrozit. Současně zůstaly mříţce zbytkové kladné ionty, které se
neutralizují přesunem valenčních elektronů sousedních atomů vlivem el.2. IV.16
obr.16b
