Категорије: Истакнути чланци » Занимљиве чињенице
Број прегледа: 13927
Коментари на чланак: 0

Суперпроводљивост у електроенергетској индустрији. Део 2. Будућност суправодича

 

Суперпроводност у електроенергетској индустрији: садашњост и будућностНа први поглед се чини да би се нови материјали, суперпроводници, користили готово свуда где се користе магнетна поља и електрична струја. Али је ли тако?

Да би се кретали по многим техничким радовима са суправодичима, треба имати на уму да уопште не постоје суперпроводници. То су уобичајени метали познати свима, под посебним условима који показују необична својства.

На пример, алуминијум добро проводи електричну струју на собној температури, па се сматра једним од најбољих проводника. Магнетно поље у њему је благо појачано: такви материјали се називају парамагнети. Алуминијум савршено преноси топлоту, што значи да се може сматрати проводником топлоте.

Када се охладе на екстремно ниске температуре, својства неких метала се значајно мењају. На пример, за исти алуминијум, на температурама испод 272 ° Ц, електрични отпор нестаје, а проводљивост се повећава до бесконачности (суперпреводник). Али се топлотна проводљивост материјала готово једнако погоршава (топлотни изолатор). Магнетно поље је у потпуности измештено из узорка (идеалан дијамагнет). Али то није довољно: могуће је регистровати квантна својства материјала, која се на обичним температурама манифестују индиректно.

Метали који демонстрирају тако неочекивану комбинацију квалитета обично се називају суперпроводницима, али не треба заборавити ни ограничења овог имена. Још увек се ретко користи смањена топлотна проводљивост нових материјала. Диамагнетизам суперпреводника већ се примењује наменски. Квантна својства су била основа деловања многих ултра-прецизних мерних инструмената.

Ипак, у почетној фази развоја новог феномена, интереси већине истраживача усмерени су на коришћење бесконачно велике проводљивости суправодича.

Посебно успешно створени и коришћени су суправодљиви магнетни системи за различите намене. У ствари, кроз обичне проводнике, због прекомерног стварања топлоте, не могу се пренијети превисоке струје. Једном када нестане електрични отпор, густина струје може се увелике повећати. Физичари су то искористили: уосталом, што је већа струја, јаче је магнетно поље. Суперпроводници могу да стварају изузетно јаке електромагнете. Зато је магнетни правац техничке суправодљивости већ дуги низ година постао пресудан!

Нема сумње да ће у наредним деценијама опрема добити нове јединице са побољшаним карактеристикама. Стварају се нови акцелератори, возови са магнетном суспензијом са електромагнетном вуком, велики генератори са суперпреводним ротором. Граде се све снажнији модели токамака, невероватно је да ће се током живота наше генерације појавити индустријски термонуклеарни реактори, који се не могу створити без суправодича. За неколико година у зградама у којима се налазе велики потрошачи електричне енергије биће могуће монтирати огромне тороидне намотаје струјне струје, осмишљене да аутономно опскрбљују струјом локалне инсталације.

Корисно је побољшати електротехничке структуре и проширити њихове техничке могућности. Али, што је још важније, други задатак је уклањање губитака услед загревања проводника струјних струја. Наравно, не говоримо о домаћинству електричним ожичењима, довољно је користити суперпроводнике за струјне проводнике великих електричних инсталација.

Одсуство губитака у жицама погодује стварању суперпреводних магнетних система и криоелектронске опреме.Али ипак, нови електромагнети су изграђени не да би смањили губитке, већ да би створили претходно недостижна магнетна поља. А уређаји засновани на суперпроводницима омогућавају добијање изузетно високе тачности мерења, мада повећање ефикасности значајно побољшава техничке перформансе суперметара.

Изузетно је корисно користити суперпреводнике посебно за смањење електричних губитака. Ова линија рада вредна је светске подршке. На пример, суперпреводни каблови нису потребни јер су дизајнерске могућности познатих материјала већ исцрпљене. Такви линеарни уређаји су атрактивни углавном зато што се могу користити за уклањање губитака у електричним мрежама. Ако се далеководни далеководи широко користе, могу се постићи огромне уштеде у изворима горива.


Познато је да се органска горива (нафта, гас, угљен) троше, а њихова производња постаје све тежа. Данас је енергија усмерена на убрзано стварање нуклеарних електрана и нуклеарних топлана, развој термонуклеарне фузије, употребу енергије сунчевог зрачења, топлоту мора и океана. Дизајниране станице које делују на енергију плима и таласа.

Суперпреводници би по својој природи били идеални за ову сврху. На крају крајева, вене нових каблова, генератора, трансформатора неће се загревати електричним струјама. По први пут, људи би могли свесно да искључе Јоуле губитке из биланса електричних трошкова. Процењује се да би суперпроводне перформансе великих електрана земљи донеле милијарде долара.

Побољшање техничких карактеристика електричне опреме, смањење потрошње горива, које ће делимично бити надокнађено губицима у проводницима, није све. Суперпроводници ће побољшати животну средину на свету! Напокон, енергија свих техничких уређаја се у коначници претвара у топлину. Стопа грејања планете је висока, одговарају брзини индустријског развоја. Широко увођење суперпреводне електричне опреме смањило би доток топлоте у атмосферу, омогућивши, ако не и елиминисање, онда бар ослабило термичко загађење планете.

Проблем широког прихватања суправодича у електротехници је сложен и разнолик, али резултати употребе суправодича у физичким и индустријским инсталацијама могу бити огромни.

Суперпроводност је диван феномен. Проучавајући необична и импресивна својства суправодича, физичари продиру све дубље и дубље у тајне структуре материје. Инжињери теже да суперпреводници учине својим алатом да би их радили. Супер задатак суперпреводника је пренос њихових корисних својстава на објекте нове технологије.

Микхаил Цхернов

Погледајте и на електрохомепро.цом:

  • Суперпроводност у електроенергетској индустрији: садашњост и будућност
  • Високотемпературна суперпроводност
  • Суперпреводни магнети
  • Будућност енергије су суперпреводни генератори, трансформатори и ...
  • Електрична енергија и животна средина

  •