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超导材料的 根据欧姆定律 我们可以知道 I=U/R 可是 超导材料是没有电阻的 那么不符合欧姆定律 那在220V 电流会

来源:学生作业帮 编辑:拍题作业网作业帮 分类:物理作业 时间:2024/04/18 09:59:17
超导材料的
根据欧姆定律 我们可以知道 I=U/R 可是 超导材料是没有电阻的 那么不符合欧姆定律 那在220V 电流会是多少呢?
假设超导体内有一个电流,那么超导体两端的电压为0,这完全符合欧姆定律.无论超导体内的电流有多大,超导体两端的电压差始终为0,也就不存在你所顾虑的在超导体两端加一个电压,造成电流无限大的情况了.
在超导体中产生电流,必须使用外部设备,比如通过引线将电流导入超导体,或者通过在超导线圈上加变化的磁场.对于方式1,引线和电源本身是有内阻的,所以电流不可能无穷大.对于第二种方式,磁场的变化率也不可能无穷大,所以不存在电流无穷大的情况.
高中物理教材第二册(必修加选修)在介绍超导(p129)时,有这么一段话:“超导体电阻几乎为零,如果用超导体材料制成一个闭合线圈,在这个线圈里一旦激发出电流,不需要电源,电流就可以持续几十天之久而不减小.”对于喜欢钻研的学生来说,这些话会让他们产生诸多疑惑:首先,线圈该加上一个怎样的电源?拿走电源时如果需断开电路,电路中不可能有电流的,更谈不上持续问题了;其次,无论多小的电压(电动势)加到电阻为零的用电器上时,由欧姆定律I=U/R知,产生的电流将是无穷大.但这可能吗?最后,没有电压(电动势)而有电流,这让人无法理解,书上不是说产生电流的条件是在导体的两端保持电压么?
要回答这些问题,必须综合运用电流、电磁感应甚至电磁波的知识.我们不妨在学完高中物理全部电学知识后,再加以说明.
大家都知道,若将金属环放在变化磁场中,则环内将产生感应电流,对于正常金属来说,当磁场去掉后,环内电流很快衰减为零,而对于超导环,情况却完全不同,下图为著名的持续电流实验.
将一超导圆环放在磁场中并冷却到临界温度以下,突然撤去磁场,则在超导坏中产生感生电流.实验发现,此电流可以持续存在,观察几年也未发现电流有明显变化.对此现象的解释是:由于线圈磁通量的变化,在环中产生感应电动势.尽管回路的电阻为零,但由于线圈的自感,在电流增大的同时,伴生的反电动势阻碍了电流的进一步无限地增大.这就说明了超导线圈中的电流可以很大却不能无限大.
设线圈的自感系数为L,环中原来的磁通量为Φ.,开始时环中无电流.在磁通量变化的过程中,由基尔霍夫定律:
-dΦ/dt = L di/dt
两边积分,得 -L I = Φ + c (c为任意常数)
由初始条件:Φ=Φ.时 I = 0 ,c = -Φ.
所以 I = (Φ.-Φ)/L
即超导环中电流与磁通量变化成正比,与自感系数成反比.一旦线圈重新处于一恒定的磁场而磁通量不再变化,电流将稳定在某一值上而不再变化.
如何理解上面的结论呢?从能量转换和守恒的角度看,环中电流对应一定的能量.只有此形式能量向其他形式能量转换,电流才会减少.由于电阻为零,线圈的热功率为零,故不存在热损耗而使电流减小.那么,是否还有其它形式的能量损耗呢,例如电磁辐射?根据麦克斯韦理论,电磁波的能流密度S (Pointing矢量)=E×H ,E、H分别电场强度和磁场强度.稳恒电流激发恒定磁场但恒定磁场不再激发出电场,即 E=0 ,S=0 ,线圈也不辐射电磁波.超导线圈将由于稳定的能量而保持稳定的电流.
电压并不是电流的必要条件,它只是在电阻中维持电流才是必须的.例如电磁振荡中,振荡电流最大时线圈电压也是为零.
应该指出的是,超导体只有在直流情况下才有零电阻现象,若电流随时间变化,将会有功率耗散.
超导线圈在电压为零或很小的情况下能保持强大的电流,这为我们储存电能提供了十分诱人的前景.据测算,如能在高温超导上取得突破,从而采用大规模的超导材料储存电能,我国电能将能节约1/3以上 ,这还不包括在输电环节上由于采用超导技术而节约的电能呢.
超导材料的 根据欧姆定律 我们可以知道 I=U/R 可是 超导材料是没有电阻的 那么不符合欧姆定律 那在220V 电流会 在超导现象中,电阻为零,那根据欧姆定律的变形式R=U÷I电阻为0,那么根据数学中分式的要求,I可以为任意除0外实数,但U 根据欧姆定律I=U/R,电阻为零时电流是多少,超导电路中电压和电流的关系是什么,是不是电阻无限小电流会无限大? 导体为什么会超导?欧姆定律是这样说的I=U/R,超导也就是说导体的电阻为0,那么这个公式好像就有点问题,导体的电阻越小电 关于超导现象超导现象可以把导体温度降低使导体电阻为零,但是根据欧姆定律,I=U/R,但是如果R=0这个电路不就没有意义了 根据欧姆定律大家会知道 I=U/R,但是随着科技的发展,电阻可以为0,那R是否可以为0放入公式计算呢? 欧姆定律成立吗?U=IR 但超导现象的时候R等于0,所以按欧姆定律,此时U也等于0.那怎么可能还有电流?有这个现象.按数 关于电学欧姆定律先有电流还是先有电压,电阻定义式是R=U/I欧姆定律是I=U/R欧姆定律前提是有电阻,而电阻的定义又可导 对于超导的电阻,欧姆定律就不成立了? 从欧姆定律可以导出公式R=U/I.对电阻的理解是? 根据欧姆定律可以导出公式R=U/I,下列说法正确的是:A当电压U增大为原来的2倍时,电阻R也增大为原来的2倍,B当电流I 超导的应用有着十分诱人的前景.假如有一天,科学家研制出室温下的超导材料,那么使用超导可以大大提高效率的用电器是