초전도체라는 것이 무엇인가요???

Question

안녕하세요.

초전도체라는 것이 과학적 개념으로 봤을때 구체적으로 무엇인가요?

그리고 초전도체에 관련된 연구와 사례는 어떤게 있나요?

Answer 1

안녕하세요. 형성민 과학전문가입니다.

초전도체는 일정한 온도와 주변 조건에서 전기 저항이 완전히 사라지는 특징을 갖습니다. 이를 영저항 또는 제로 저항(Zero Resistance)이라고도 합니다. 전류가 초전도체를 통과할 때, 전자는 저항 없이 자유롭게 흐를 수 있으며, 전기 에너지의 손실 없이 전기가 전달됩니다. 이러한 영저항은 초전도체가 전류를 흘리는 동안 발생하는 열 손실을 없애주어 뛰어난 전기적 특성을 제공합니다.

Answer 2

안녕하세요. 이정창 과학전문가입니다.

초전도체는 고체 물질 중에서 가장 낮은 온도에서만 나타나는 특별한 상태인 '초전도 상태'를 가지고 있습니다. 이러한 상태에서는 전기 저항이 없어 전류가 흐르는데, 이를 이용하여 전기 전송이나 자기 저장장치 등에 활용됩니다.

예를 들어, 자기 공명 영상(MRI)에서는 초전도체를 이용하여 강한 자기장을 만들어내고, 이 자기장 안에서 인체 내부의 이미지를 촬영합니다. 이를 통해 정확한 진단이 가능해지며, 의학 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다.

또한, 초전도체는 전기 전송 분야에서도 활용됩니다. 전기 전송 시 전기 저항이 적을수록 전기 손실이 적어지기 때문에, 초전도체를 이용하여 전기 전송을 하면 전기 손실을 최소화할 수 있습니다.

이처럼 초전도체는 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 연구가 계속 이루어지고 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

일반적인 모든 금속은 대부분 도체이지만 초전도체는 ​특정 온도 이하에서 전기저항이 0이 되는 물질로서 자기장의 특성에 따라 자기장이 들어가지 못하는 제1종 초전도체인 나이오븀, 바나듐 등과 자기장이 침투하지만 초전도성을 유지하는 제2종 초전도체인 NbTi, Sn 등 합금이 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 김태경 과학전문가입니다.

초전도체는 직류 전류에 대해 저항이 전혀 없는 완전도체이다. 가령, 예를 들어, 아래 그림과 같은 초전도체로 된 고리에 전류를 흘려 주면, 초전도체를 따라 흐르는 초전류는 감쇠하지 않고 영원히 흐르게 된다

도체중에 전류가 엄청 잘 흐르는 것입니다

Answer 5

안녕하세요. 설재훈 과학전문가입니다. 헬륨가스를 액화시 끓는점이 4.2K인 액체 헬륨 제조 장치를 이용하여 수은의 전기저항을 측정하던 중 절대온도 4.2K에서 전기저항이 갑자기 없어지는 현상 초전도 라고 해요

Answer 6

안녕하세요. 과학전문가입니다.

전도도, 즉 전류가 흐르는 길이 뻥 뚫렸다고 보시면되는데요 전도도가 무한대인 것을 말합니다.

Answer 7

안녕하세요.

초전도체는 전류가 흐름에 있어 저항이 없는 완전한 도체를 말합니다.

초전도 현상은 1908년 끓는점이 절대온도 4.2K인 액화헬륨을 사용하여 수은의 저항이 사라짐을 관찰한 것을 시작으로 하여, 이 후 이보다 높은 온도에서의 초천도 현상을 발현시키기 위하여 많은 노력을 해왔습니다.

대표적인 초전도 현상을 이용한 응용개발로는 자기부상열차를 들 수 있겠습니다.

감사합니다.

Answer 8

초전도체는 자기장 감지기, 자기 고감도 센서, 자기 고감도 저장장치 등과 같은 자기 장치 및 응용 제품에 사용될 수 있습니다. 또한, 초전도체는 대형 전력 소비를 줄이기 위한 초전도 전송선 및 초전도 자기 저장 장치와 같은 에너지 관련 응용에도 관심이 있습니다.

Answer 9

안녕하세요. 초전도체란?

초전도 전이 온도(superconducting transition temperature, Tc)라고 하는 특정 온도 이하에서 모든 전기 저항을 상실하는 물질을 초전도체(superconductor)라고 하며, 이 현상은 1911년에 네덜란드의 물리학자 오너스(H. K. Onnes)에 의해서 처음으로 발견되었다. 일반적으로 구리나 은과 같은 금속성 도체(metallic conductor)의 전기 저항은 온도가 낮아짐에 따라 점차 감소한다. 그러나 초전도체의 경우에는 Tc 이하로 냉각되면 갑자기 저항이 0인 완전 도체(perfect conductor)가 되고, 한 번 발생한 전류는 에너지 손실 없이 무한히 흐르며, 특징적으로 외부의 자기장(magnetic field)을 배척하는 마이스너 효과(Meissner effect)가 나타난다.

사례로는

초전도체는 여러 분야에 응용될 수 있는데, 예를 들어 강력한 초전도 자석은 의료 진단에 널리 이용하고 있는 자기 공명 영상(MRI) 장치나 초전도 양자 간섭 장비(SQUID)의 필수 부품이다. 또한 현재 운행 중인 고속 자기 부상 열차를 만드는 데에도 이용된다. 초전도체는 고속 입자 가속기에서 전하 입자의 경로를 휘게 만드는 자석 제조에도 이용된다. 그러나 이러한 응용은 액체 헬륨으로 4.2K까지 냉각된 통상적 초전도체(Tc ≤ 20K)를 이용하는데, 액체 헬륨은 정교한 극저온 장치가 필요한 값비싼 물질이다.

감사합니다.

Answer 10

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다.초전도체(超電導體, Superconductor)는 특정한 온도 이하에서 전기 저항이 완전히 사라지는 물질을 말합니다. 이러한 물질은 초전도 상태에 도달하면 전류가 저항 없이 흐를 수 있게 되어 매우 특이한 전기적 특성을 가지게 됩니다.

Answer 11

안녕하세요. 원형석 과학전문가입니다.

일반적인 모든 금속은 도체이지만 초전도체는 ​특정 온도 이하에서 전기저항이 0이 되는 물질로서 자기장의 특성에 따라 자기장이 들어가지 못하는 제1종 초전도체인 나이오븀, 바나듐 등과 자기장이 침투하지만 초전도성을 유지하는 제2종 초전도체인 NbTi, Sn 등 합금이 있습니다.

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현재 상용화된 초전도 기기는 모두 저온 초전도체로 만들어진 것으로 대표적인 사용 예는 자기부상열차, 병원에서

볼 수 있는 MRI, 연구를 위한 특수한 목적에 사용되는 입자가속기 등이 있습니다.

자기부상열차에 사용되는 초전도 전자석은 초전도 상태를 유지하기 위해 코일을 지속적으로 액체 헬륨 등으로 냉각시켜 초저온 상태를 유지하고 초전도체 내부에서 자기장이 0이 되는 성질은 자석을 밀쳐 내게하여 공중부양하게

합니다.

Answer 12

안녕하세요. 이원영 과학전문가입니다.

초전도 전이 온도(superconducting transition temperature, Tc)라고 하는 특정 온도 이하에서 모든 전기 저항을 상실하는 물질을 초전도체(superconductor)라고 하며, 이 현상은 1911년에 네덜란드의 물리학자 오너스(H. K. Onnes)에 의해서 처음으로 발견되었다. 일반적으로 구리나 은과 같은 금속성 도체(metallic conductor)의 전기 저항은 온도가 낮아짐에 따라 점차 감소한다. 그러나 초전도체의 경우에는 Tc 이하로 냉각되면 갑자기 저항이 0인 완전 도체(perfect conductor)가 되고, 한 번 발생한 전류는 에너지 손실 없이 무한히 흐르며, 특징적으로 외부의 자기장(magnetic field)을 배척하는 마이스너 효과(Meissner effect)가 나타난다.

1986년에 페로브스카이트(perovskite) 구조를 갖는 몇 가지 구리 산화물 세라믹(ceramic) 물질의 Tc가 90K(-183℃) 이상임이 밝혀졌는데, 이러한 물질을 고온 초전도체(high-temperature superconductor)라고 부른다. 이 물질의 발견은 지난 30년 동안 가장 중요한 과학 발전 중의 하나로서, 초전도체는 화학, 물리, 재료 과학 분야에서 수많은 연구를 촉진해 왔으며, 향후 초고속 컴퓨터, 자기 부상 열차, 에너지 손실 없이 송전하는 전력선 개발을 이끌어 갈 것으로 기대되고 있다.