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超导体的应用方面,超导体的应用

发布时间:2023-10-28 10:58:14编辑:温柔的背包来源:

很多朋友对超导体的应用方面,超导体的应用不是很了解,每日小编刚好整理了这方面的知识,今天就来带大家一探究竟。

超导体的应用方面,超导体的应用

超导体的应用可以分为三类:强电流应用、弱电流应用和抗磁性应用。高压应用是大电流应用,包括超导发电、输电和储能;弱电应用是电子应用,包括超导计算机、超导天线和超导微波器件。抗磁性的应用主要包括磁悬浮列车和热核聚变反应堆。高压应用

超导发电机:目前超导发电机有两种含义。一个意思是用超导绕组代替普通发电机的铜绕组,提高电流密度和磁场强度,具有发电容量大、体积小、重量轻、电抗低、效率高的优点。另一层意思是指超导磁流体发电机,具有效率高、发电容量大的优点,但传统磁体在发电过程中会产生很大的损耗,而超导磁体本身损耗小,可以弥补这一不足。

超导输电:用超导材料制成的超导导线和变压器可以几乎无损耗地向用户输电。据统计,用铜线或铝线输电时,约有15%的电能损耗在输电线上。仅在中国,每年的电力损失就超过1000亿千瓦时。如果改用超导输电,节省的能源相当于建几十座大型电厂。弱电应用

超导计算机:高速计算机要求集成电路芯片上的元器件和连接线密集排列,但密集排列的电路在工作时会产生大量的热量,散热是VLSI面临的难题。在超导计算机的VLSI中,元器件之间的互连线采用近零电阻、超微发热的超导器件,因此不存在散热问题,计算机的运算速度大大提高。

此外,科学家正在研究用半导体和超导体制造晶体管,甚至完全用超导体制造晶体管。

抗磁性超导磁悬浮列车的应用:利用超导材料的抗磁性,将超导材料置于永久磁铁之上。因为磁铁的磁力线无法穿过超导体,所以磁铁和超导体之间会产生排斥力,使超导体悬浮在磁铁上方。这种磁悬浮效应可以用来制作高速超导磁悬浮列车。

核聚变反应堆“磁外壳”:在核聚变反应过程中,内部温度高达1-2亿摄氏度,任何常规材料都无法容纳这些物质。超导体产生的强磁场可以作为一个“磁性外壳”,将热核反应堆中的超高温等离子体包围和约束起来,然后慢慢释放出来,从而使受控核聚变能源成为21世纪很有前途的新能源。

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