Если сверхпроводник имеет нулевое сопротивление, имеет ли он бесконечную силу тока?

В мире, в котором мы живем, с точностью, которую мы можем произвести, это наблюдаемый факт, R = V/I.

Бесконечности нуждаются в тщательной интерпретации, если они случаются в физическом мире.

В этой форме, когда нет тока, говорят о бесконечном сопротивлении (видно также на продаваемых потенциометрах).

Когда кто-то обращает уравнение к форме I=V/R, нужно быть осторожным, чтобы увидеть, может ли быть какой-либо материал, где R равно 0. Таких повседневных материалов не существует, потому что они состоят из атомов, связанных вместе электромагнитными силами, которые всегда будет проявлять некоторое сопротивление изменению состояния при нормальных температурах.

Но существуют специальные материалы в особых условиях, сверхпроводящие материалы и сверхпроводимость , которые используют преимущества квантово-механического поведения некоторых металлов, и в них достигается практически нулевое сопротивление и действительно очень высокие токи в зависимости от приложенного напряжения.

Простейший метод измерения электрического сопротивления образца какого-либо материала состоит в том, чтобы поместить его в электрическую цепь последовательно с источником тока I и измерить результирующее напряжение V на образце. Сопротивление образца определяется законом Ома как R = V/I. Если напряжение равно нулю, это означает, что сопротивление равно нулю.

Сверхпроводники также способны поддерживать ток без какого-либо приложенного напряжения — свойство, используемое в сверхпроводящих электромагнитах, таких как те, что используются в аппаратах МРТ. Эксперименты показали, что токи в сверхпроводящих катушках могут сохраняться годами без какого-либо заметного ухудшения. Экспериментальные данные указывают на текущую продолжительность жизни не менее 100 000 лет. Теоретические оценки времени жизни постоянного тока могут превышать предполагаемое время жизни Вселенной, в зависимости от геометрии проволоки и температуры.

Ток в сверхпроводниках не определяется по этой простой формуле, но были разработаны теории и методы его измерения с использованием генерируемых магнитных полей.

LHC использует мощные сверхпроводящие магниты для создания необходимых ему сильных магнитных полей. Проблема технологическая, держать сверхпроводники охлажденными и контролировать необходимую мощность.

Вы не можете поставить x вольт выше 0 Ом, материал должен быть везде с одинаковым потенциалом.

сила тока - это ток, протекающий через сверхпроводник. Все сверхпроводники имеют критическое магнитное поле, которому они могут противодействовать до разрыва сверхпроводящей фазы. Это критическое магнитное поле также подразумевает критический электрический ток, потому что весь ток будет генерировать связанное с ним поперечное магнитное поле.

Что происходит с омическим законом в сверхпроводнике, так это то, что ненулевой (но ниже критического) ток может поддерживаться неопределенно долго даже при нулевом напряжении, поэтому соотношение омического закона становится неопределенным.$\frac{0}{0}$выражение, которое можно понимать как нарушение зависимости между величинами

В элементарной теории цепей изучают построение ВАХ для элементов схемы. График для резистора представляет собой линию, проходящую через начало координат с наклоном 1/R. Итак, график для резистора с нулевым сопротивлением — это просто вертикальная ось. Глядя на такой график, сразу видно, что напряжение на нульомном резисторе равно нулю при любом токе .

Более того, если вы нарисуете принципиальную схему для вашего вопроса, вы увидите идеальный источник напряжения, подключенный через провод , т. е. идеальное «короткое замыкание». Если источник напряжения имеет напряжение$V_S \neq 0$, применение КВЛ приводит к противоречию:$V_S = 0$.

Итак, как указывает Рон, и вышеизложенное ясно показывает, что в вашем предположении, что на нуле Ом может быть напряжение, есть противоречие.

Я задал тот же вопрос своему доктору наук. Он сказал, что физически ничто не бесконечно, поскольку теории считаются правильными. Что бы вы ни делали, вы можете создавать электроны, чтобы создать бесконечный поток. Поскольку Материя не может быть ни создана, ни Разрушена, ток будет течь до максимальной мощности и будет пытаться превысить разность потенциалов.