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.
18
obr. 2. 2. 2.
Supravodiče dělí dvě skupiny:
a) druhu (čisté kovy Pb,Hg,Sn,Al apod. této vlastní vodivosti hustota pohybujících
se elektronů děr stejná funkcí teploty.17
je další stav, který nazýváme smíšený, kdy ale odpor zůstává nulový. Proudová hustota supravodičích bývá 103
† 104
A/mm2
a její magnetické
účinky mohou supravodivost ohrozit. Porucha šíří proti
směru pohybu elektronů dostala pojmenování díra.2.
Supravodiče dnes znamenají perspektivní směr vývoje jak silnoproudé
elektrotechnice (sníţení ztrát), tak mikroelektronice (zmenšení rozměrů).Vliv prostředí elektromagnetické pole
60
Původcem magnetického pole supravodiči můţe být jak vnější zdroj (elektromagnet) tak vlastní
proud supravodičem.
b) supravodiče II. Tento stav naznačen obr 2,16c. 2.16
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.
Monokrystaly některých látek (např. Pro niţší jsou
materiály tohoto druhu (niob jeho slitiny) praxi významnější. skupiny periodické soustavy křemík, germanium, selén)
vykazují pravidelné uspořádání mříţky typu diamant atomy propojenými dvěma elektrony, vţdy
jedním kaţdého atomu.2. Současně zůstaly mříţce zbytkové kladné ionty, které se
neutralizují přesunem valenčních elektronů sousedních atomů vlivem el.druhu, nichţ můţe vniknout jisté hloubky pod
povrch, přičemţ materiál stále supravodivý. Vodivost této skupině vysvětluje
na modelu energetických pásem modelu krystalové mříţe především vlastní extrémně čistých
látek), vznikající přechodem některých elektronů valenčního pásma pásma vodivostí. Polovodič začne vést proud.18. Supravodivý stav zanikne
úplně při hodnotě Hk2, která opět závisí teplotě podle čárkované čáry obr. Laboratorně byly vyvinuty i
materiály bázi keramiky kritickými teplotami daleko vyššími, pro
praktické pouţití jsou zatím drahé nedostupné. Vloţíme-li konstantního magnetického pole obr.
Zatím nejváţnější překáţkou jejich většího vyuţití potřeba drahého
chladicího media tekutého helia.16a, dochází vlivem plošných Meissnerových proudů hustotě úplnému potlačení (vytlačení)
magnetického pole supravodiči obr. Protoţe kritická hodnota je
jen povrchu, přechází supravodič normálního stavu povrchu středu. IV.15.
obr. Jeho permeabilita tedy klesne nulu kov stane
absolutně diamagnetickým (je něm 0). Důsledkem poruch mříţky můţe takováto vazba přerušit elektrony se
uvolní. pole. Při nepravidelném
tvaru tělesa mohou udrţet současně stavy delší dobu. uvedeného vyplývá, existenci supravodivosti mají vliv
tři vnějšku měnitelné veličiny proudová hustota, indukce mag.
2.16b.17
. pole teplota.
Polovodiče
Některé polovodiče vykazují podobně jako kovy elektronovou vodivost, jiné iontovou vodivost jako
elektrolyty; elektrotechnice nás většinou zajímá první skupina. proto zájem zvýšit kritickou teplotu
nad 20,4°K, coţ teplota tekutého vodíku, případně nad 79°K pro
chlazení poměrně levným tekutým dusíkem. Mezi Hk1 Hk2 obr. Jejich vzájemná
vazba můţe vypadat jako obr. 2.)
