超导电源被超导线短路 电流可能无穷大吗?
来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/24 15:19:32
超导电源被超导线短路 电流可能无穷大吗?
这个问题纠结了我多天 超导电源被超导线短路电阻为零 .根据欧姆定律电流应该无穷大
我是这样考虑的:电流就是在单位时间内通过电荷的多少 既然电子最快以光速移动 所以电流应该有极限值
请问这个极限值有吗?是多大?
ps 我目前初三水平 如有错误让大家见笑了
这个问题纠结了我多天 超导电源被超导线短路电阻为零 .根据欧姆定律电流应该无穷大
我是这样考虑的:电流就是在单位时间内通过电荷的多少 既然电子最快以光速移动 所以电流应该有极限值
请问这个极限值有吗?是多大?
ps 我目前初三水平 如有错误让大家见笑了
你这个问题真是很有趣,也很有水平!
我来试试回答下.没错,电子最快以光速移动的,如果没有跟原子碰撞引起的能量消耗,这种光速应该可以保持.
我们以一个直径1mm的铜线来计算,
铜的mol数是64,也就是说64克铜对应的电子数是6.02x10^23,
一个电子对应的电量是1.60217733×10^-19库仑,
那么每克铜对应的电子总电量为1.60217733×10^-19库仑x6.02x10^23/64=1.507x10^3库仑
如果直径1mm的铜线里所有的铜电子都以光速前进,那么1s内通过横截面的电子对应的电荷相当于长度为L的1mm铜线内的所有电子电荷总量
L=v×1=3x10^8m
它对应的铜导体质量为
9.8克/立方厘米×3x10^8x100x3.14x (1/2/10)^2=2.3079x10^9 克,
其对应电荷为1.507x10^3库仑x2.3079x10^9=3.478x10^12
也就是说1mm的铜线在超导状态下,最大电流可以达到3.478x10^12A,
确实够大的,中间推算不知有错没有,我脑袋都开始疼了,谢谢你的问题
初中三年级的学生可以提出这样的问题,后生可畏啊!
再问: 超导体是因为低温下电子两两结合,形成所谓的库珀电子对。形成电子对后,库珀对在电场中运动时动量不变,所以电流不衰减,因此电阻等于0. 超到电流有个临界电流密度大约是10^7A/cm²量级,超过这个范围,超导态不能保持。所以超导体越细,能通过的最大电流越小。 以上为引用自 百度知道ztangry 原来还有个临界电流密度 3.478x10^12A应该算是理想临界电流密度 即在任何情况下不可突破的电流密度极限(以现在的科技)
我来试试回答下.没错,电子最快以光速移动的,如果没有跟原子碰撞引起的能量消耗,这种光速应该可以保持.
我们以一个直径1mm的铜线来计算,
铜的mol数是64,也就是说64克铜对应的电子数是6.02x10^23,
一个电子对应的电量是1.60217733×10^-19库仑,
那么每克铜对应的电子总电量为1.60217733×10^-19库仑x6.02x10^23/64=1.507x10^3库仑
如果直径1mm的铜线里所有的铜电子都以光速前进,那么1s内通过横截面的电子对应的电荷相当于长度为L的1mm铜线内的所有电子电荷总量
L=v×1=3x10^8m
它对应的铜导体质量为
9.8克/立方厘米×3x10^8x100x3.14x (1/2/10)^2=2.3079x10^9 克,
其对应电荷为1.507x10^3库仑x2.3079x10^9=3.478x10^12
也就是说1mm的铜线在超导状态下,最大电流可以达到3.478x10^12A,
确实够大的,中间推算不知有错没有,我脑袋都开始疼了,谢谢你的问题
初中三年级的学生可以提出这样的问题,后生可畏啊!
再问: 超导体是因为低温下电子两两结合,形成所谓的库珀电子对。形成电子对后,库珀对在电场中运动时动量不变,所以电流不衰减,因此电阻等于0. 超到电流有个临界电流密度大约是10^7A/cm²量级,超过这个范围,超导态不能保持。所以超导体越细,能通过的最大电流越小。 以上为引用自 百度知道ztangry 原来还有个临界电流密度 3.478x10^12A应该算是理想临界电流密度 即在任何情况下不可突破的电流密度极限(以现在的科技)
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