Ποιοι είναι οι διαφορετικοί τύποι τεχνολογιών υπεραγωγών;

Οι υπεραγωγοί είναι χρήσιμοι σε έναν τεράστιο αριθμό διαφορετικών τεχνικών, μηχανικών και επιστημονικών εφαρμογών. Για παράδειγμα, τεχνολογίες υπεραγωγών βρίσκονται υπό ανάπτυξη που θα μπορούσαν να βελτιώσουν ουσιαστικά την ασφάλεια και την απόδοση του ηλεκτρικού δικτύου. Άλλες τεχνολογίες επιτρέπουν νέες χρήσεις του ηλεκτρομαγνητισμού. Οι υπολογιστές μπορούν επίσης να επωφεληθούν από τις τεχνολογίες υπεραγωγών, και ορισμένοι τύποι επιστημονικών οργάνων χρησιμοποιούν επίσης τις μοναδικές ηλεκτρικές ιδιότητες των υπεραγωγών.

Το βασικό πλεονέκτημα των υπεραγωγών είναι η ικανότητά τους να μεταδίδουν ηλεκτρικό ρεύμα χωρίς σχεδόν καμία αντίσταση. Οι πρώτοι υπεραγωγοί λειτουργούσαν μόνο σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες και δεν ήταν πρακτικοί για τις περισσότερες εφαρμογές, καθώς το υγρό ήλιο που χρειαζόταν για την ψύξη τους ήταν απαγορευτικά ακριβό και δύσκολο να εργαστεί. Οι νεότερες τεχνολογίες υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιούν υλικά που έχουν υπεραγώγιμες ιδιότητες όταν ψύχονται σε θερμοκρασίες που μπορούν να διατηρηθούν στο πολύ λιγότερο ακριβό και πιο διαχειρίσιμο υγρό άζωτο.

Η τέλεια μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας έχει πολλές εφαρμογές για το ηλεκτρικό δίκτυο. Οι τεχνολογίες που χρησιμοποιούν υπεραγωγούς στη θέση πολύ μεγαλύτερων ημιαγωγών επιτρέπουν τη μετάδοση ισχύος χρησιμοποιώντας πολύ μικρότερα καλώδια. Επιπλέον, δεδομένου ότι δεν χάνεται σχεδόν καμία ενέργεια, αυτά τα συστήματα είναι πολύ πιο αποδοτικά, πράγμα που σημαίνει ότι απαιτείται λιγότερη ισχύς παραγωγής. Οι υπεραγωγοί μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για τον μετριασμό των ξαφνικών αιχμών ρεύματος σε ένα ηλεκτρικό δίκτυο, που διαφορετικά θα προκαλούσαν ζημιά.

Οι υπεραγωγοί παράγουν εξαιρετικά αποδοτικούς ηλεκτρομαγνήτες. Αυτό επιτρέπει την πολύ ακριβή απεικόνιση, η οποία είναι χρήσιμη για τους γιατρούς που χρειάζονται λεπτομερείς σαρώσεις των ασθενών τους. Είναι επίσης χρήσιμο για τον στρατό, όπου χρησιμοποιούνται τεχνολογίες υπεραγωγιμότητας για την ανίχνευση ναρκών και άλλων κινδύνων. Οι μεγαλύτεροι υπεραγώγιμοι ηλεκτρομαγνήτες επιτρέπουν τη μαγνητική αιώρηση, η οποία χρησιμοποιείται ήδη σε ορισμένα τρένα υψηλής ταχύτητας.

Μια νέα γενιά υπολογιστών θα κάνει τελικά χρήση τεχνολογιών υπεραγωγών. Οι ηλεκτρικές ιδιότητες των ημιαγωγών επιβάλλουν όρια στην ποσότητα της υπολογιστικής ισχύος που μπορεί να ενσωματωθεί σε ένα συμβατικό μικροτσίπ. Οι επιστήμονες μπορούν να ξεπεράσουν αυτούς τους περιορισμούς και να δημιουργήσουν πολύ πιο γρήγορα και πιο σφιχτά κυκλώματα εκμεταλλευόμενοι ορισμένες από τις κβαντικές ιδιότητες των υπεραγώγιμων υλικών. Οι υπεραγωγοί είναι επίσης πιο αποτελεσματικοί στη χρήση της ισχύος τους, εξαλείφοντας σχεδόν το πρόβλημα της σπατάλης θερμότητας.

Η ηλεκτρική αντίσταση μπορεί να δυσκολέψει τον σχεδιασμό πολύ ευαίσθητων οργάνων. Τα όργανα ανίχνευσης που χρησιμοποιούν τεχνολογίες υπεραγωγών είναι απαλλαγμένα από αυτό το πρόβλημα. Οι υπεραγωγοί δεν εμποδίζουν τη ροή ακόμη και πολύ αδύναμων ηλεκτρικών ρευμάτων και αυτά τα πολύ αδύναμα ρεύματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία ανιχνευτών που είναι ικανοί να συλλέγουν εξαιρετικά αμυδρά σήματα.