초전도체가 저항 없이 전류를 흐르게 하는 원리에 대한 질문 드립니다.
안녕하세요.
초전도체가 요즘 핫한 주제인데, 이 초전도체가 저항 없이 전류를 흐르게 하는 원리가 궁금합니다.
또한, 이를 적용한 기술적 난점은 무엇인지 알고 싶습니다.
안녕하세요. 전기기사 취득 후 현업에서 일하고 있는 4년차 전기 엔지니어 입니다.
초전도체가 저항 없이 전류를 흐르게 하는 원리는 특정 온도 이하에서 전자들이 쌍을 이루어 이동하기 때문입니다. 이때 전자는 한 쌍의 보존 상태에서 전도체의 격자를 이탈하지 않고, 이는 저항이 발생하지 않는 초전도 상태를 만들어냅니다. 이는 쿨롱 및 저항과 같은 에너지 소모가 없다는 의미입니다. 초전도체의 이러한 현상은 항온 상태에서 나타나며, 얼음처럼 처음에는 저항을 가지다가 특정 온도인 임계온도 이하로 낮추면 저항이 갑자기 사라집니다.
하지만 초전도체 기술의 난점도 존재합니다. 고온 초전도체의 경우, 상온에서 초전도 상태를 유지할 수 없다 보니 여전히 저온 환경을 유지해야 하며, 이로 인해 냉각 비용과 장비의 복잡성이 발생합니다. 또한 초전도체의 재료적 문제와 물리적 한계 또한 상용화에 있어서 도전 과제가 됩니다.
안녕하세요. 전기전자 분야 전문가입니다.
초전도체는 매우 낮은 온도에서 특정 물질이 저항 없이 전류를 흐르게 하는 현상을 말합니다. 이는 쌍을 이룬 전자들이 겹겹이 열린 길을 통해 흩어짐 없이 이동할 수 있기 때문입니다. 이러한 쌍을 쿠퍼 쌍이라고 부르며, 이 쌍은 격자의 진동을 타고 슈퍼 전도 경로를 형성합니다. 기술적으로는 초전도체를 유지하는 데 필요한 극저온 환경이 도전 과제입니다. 저온 냉각 시스템이 필요하고, 이로 인한 비용과 복잡성이 주요 난점으로 작용합니다. 그럼에도 불구하고, 이런 혁신은 고속철과 MRI 등 다양한 분야에 새로운 가능성을 열어주고 있습니다. 좋은 하루 보내시고 저의 답변이 도움이 되셨길 바랍니다 :)
안녕하세요. 강세훈 전문가입니다.
초전도체는 특정 온도 이하에서 전자들이 쌍을 이루어서 저항 없이 전류를 흐르게 하는 특성이 있습니다! 이 과정에서 전자는 장애물 없이 이동해 저항이 사라집니다. 기술적 난점으로는 극저온 유지가 필요해 고비용과 제한적인 활용성이 있다는 점이 있습니다. 감사합니다.
안녕하세요. 박형진 전문가입니다.
초전도체 현상은 극저온 영하 100도 이하 에서 전기저항이 0이 되는 현상으로 전력 송전 등 손실없이 전송할 수 있어 상당히 획기적인 기술과 현상입니다.
이 초전도체 현상은 극저온에서만 나타나기때문에 실제 상온에서는 구현하기 어려운데요.
이런 상온에서 초전도현상을 구현하고 실제 산업에서 상용화하는 것이 남은 과제일 듯합니다.
참고 부탁드려요~
안녕하세요.
초전도체는 특정온도 이하에서는 저항이 사라져 전류가 손실없이 흐르며, 이는 전자들이 페어를 이뤄 장애물 없이 이동하는 쿠퍼 페어 현상 때문입니다. 하지만 현재의 초전도체의 경우 극저온을 유지해야하기 때문에 냉각 기술과 비용 측면에서 기술적 난점이 존재합니다.
감사합니다.
안녕하세요. 설효훈 전문가입니다. 물체에 전류가 흐르면 물체 자체의 저항에 의해서 열이 발생되고 그럼 전자의 흐름이 방해되고 그 전자의 운동에너지가 열에너지로 발산되면서 에너지가 소비되어 손실이 이루어 지는 것입니다. 현재의 초 전도체는 특정 온도이하에서 전자들이 쌍을 이루어서 충돌하지 않으면서 열이 발생되지 않아 전력이 손실이 되지 않는 것입니다. 그런데 이 기술은 결국 어떤 온도 이하에서만 가능한것이라서 특정 온도 이하에서만 사용이 가능합니다. 따라서 상온 상압에서 적용될경우 금전적이나 기술적으로 모든 곳에 상용화가 가능할것으로 보입니다.
안녕하세요. 박두현 전문가입니다.
저항이 없이 전류가 흐를 수 있는 이유는 물질내부에서 전자가 특별한 상태로 있기 때문입니다
초전도체가 특정온도에 도달하면 전자들이 특별한 형태를 이루어서 움직이게 되는데 이 상태에서 전자들이 원자에
의한 영향을 받지 않아 저항을 0인 상태를 유지할 수 있는 겁니다
안녕하세요. 유순혁 전문가입니다.
초전도체는 특정 온도 이하에서 전자가 쌍을 이루어 움직이며, 이로 인해 격자 결함이나 불순물에 산란되지 않아 저항 없이 전류가 흐를 수 있습니다. 이러한 쿠퍼 쌍 형성이 핵심원리 입니다.
기술적 난점으로는 대부분의 초전도체가 극저온을 필요로 하기 때문에 냉각 비용과 복잡한 장비가 필요하며, 고온 초전도체는 현재 실용화에 어려움이 있습니다~!
안녕하세요. 김재훈 전문가입니다.
초전도체는 특정 온도 이하에서 전기 저항이 사라져 전류가 손실 없이 흐르는데 이는 주로 쿱스 쌍이라는 전자쌍 형성으로 설명됩니다. 초전도 상태에서는 전자들이 쌍을 이루며 동시에 이동해 겹겹의 원자 격자에 의해 저항을 받지 않게 됩니다. 이 상태는 전류가 외부 에너지 공급 없이도 계속 흐를 수 있게 하며 전력 손실이 거의 없는 이상적인 전송이 가능해집니다. 그러나 대부분의 초전도체는 극저온에서만 초전도 현상이 발생해 상온 초전도체 개발이 여전히 과제로 남아 있습니다. 현재의 극저온 유지 비용과 복잡한 냉각 기술이 상용화의 큰 장애물로 작용하며 고온 초전도체의 연구와 더 나아가 상온 초전도체 개발이 중요한 기술적 난점으로 꼽힙니다
안녕하세요. 박재화 전문가입니다.
초전도체는 특정 온도 이하에서는 전자쌍이 형성되어 겹치거나 산란되지않고 저항 없이 전류가 흐르게 하는 것을 말합니다. 극저온의 유지가 필요하기 때문에 현재는 고비용이 들고, 이로 인한 상온 초전도체의 개발이 요구됩니다.