超伝導体をリング状にしたら自然に電流が流れるのか？

下記のＨＰの「ロンドン方程式の導出」の２行目に
「電気抵抗０の超伝導体では、外部電源を接続しなくともその内部に電流の流れることがあってよい。」
と書かれています。

超伝導体をリング状にしたら、外部電源を接続しなくとも、自然に電流が流れるのでしょうか？
（外部磁場を与えるのも、除外です。）

「電流の流れることがあってよい。」という表現は微妙です。流れる場合と流れない場合があるということでしょうか？


http://www.eng.niigata-u.ac.jp/~nomoto/24.html

質問者からの補足コメント

• 

  もし、超伝導体をリング状にしたら自然に電流が流れるとした場合、電流の流れる向きが、右回りか？左周りか？どうやって決まるのでしょうか？

    補足日時：2020/10/17 12:17

• 

  ロンドン方程式(14)は、「磁場そのものの存在を妨げるように渦電流が発生する」ことを表していると考えられるだろう。
  
  と書いてます。渦電流なので、リング上を回る電流とは、違うかもしれません。

    補足日時：2020/10/17 14:53

• 

  私なりの解釈です。
  
  電流は2種類ある。
  ①渦電流
  ②リング上を流れる電流
  
  ①超伝導体内部を自発的に流れる。
  ②外部電源を接続しないと流れない。
  
  如何でしょうか？

    補足日時：2020/10/17 15:11

• 

  式（30）を言葉にすればどうなるのでしょうか？どんな現象を説明するのでしょうか？
  
  なんか、恥ずかしい質問をしたかもしれません、、、

    補足日時：2020/10/17 17:38

No.1 ベストアンサー 回答者： isoworld 回答日時： 2020/10/17 11:49

電気抵抗がまったくない超伝導体をリング状に構成したら、何らかの事情でそこに電流が流れている場合には、外部からの電磁干渉がなければ、ずっと続けることでしょう。

「電流の流れることがあってよい」と言うのは、おそらく何らかの方法で超伝導体リングに電流を流すようにしたら、（外部からの電磁干渉がなければ）ずっと流れ続けるって意味でしょうね。
何もしなかったら、わざわざ最初から電流が発生する理由がありません。

でも外部から電磁干渉があれば、その電流は影響を受けるはずです。電磁結合によって超伝導体リングに流れる電流からエネルギーを取り出せば、電流は流れが阻害されます。

この回答へのお礼

>何もしなかったら、わざわざ最初から電流が発生する理由がありません。

そうでしょうか？
超伝導体のリング状の中の電子は、定常波になっているはすです。（＝電流が流れている。）
外部電源を与えるということは、その定常波の振幅が大きくなるだけなので、最初から定常波の微弱な電流が流れていると考えます。

お礼日時：2020/10/17 11:58

No.5 回答者： endlessriver 回答日時： 2020/10/17 16:51

どしがたいですねぇ

この回答へのお礼

そうですか。まあ、徐々に理解しているので、間違いもあります。

ロンドン方程式は式（29）と式（30）の２つがあります。
式（29）は、
「磁場そのものの存在を妨げるように渦電流が発生する」ことを表しており、マイスナー効果そのものです。
式（30）を言葉にすればどうなるのでしょうか？どんな現象を説明するのでしょうか？



http://www.eng.niigata-u.ac.jp/~nomoto/24.html

お礼日時：2020/10/17 17:24

No.4 回答者： endlessriver 回答日時： 2020/10/17 15:58

あなたはとても不誠実ですね。

>超伝導体をリング状にしたら、外部電源を接続しなくとも、自然に電流が流れるのでしょうか？（外部磁場を与えるのも、除外です。）<
●といっておきながら、マイスナー効果ですか？　解答に向き合う気が
　全くありませんね。

はじめの質問は何もない所から電流が流れる
　 → #1で定常波の振幅が変化する
　 → #2で、微弱な電流が流れる「気」もするのですが、
　　　（気じゃ議論にならん）
　 → ＃3で、マイスナー効果云々
　　　（これと初めの質問と何の関係がある）

と意味不明な質問を変化させています。さらに、補足を見ると理論的な
根拠も無く、「気がするだけ」の自分の主張を述べたいだけです。
つまり、議論する気が無い。


なお、渦電流は磁界が時間変化する場合の話と思うので、意味不明。

この回答へのお礼

>あなたはとても不誠実ですね。

すいません。そうではないです。

＞なお、渦電流は磁界が時間変化する場合の話と思うので、意味不明。

超伝導体の中では、時間が経過しても常に渦電流が発生していると思います。
ＨＰのロンドン方程式(14)がそれを示しています。


>超伝導体をリング状にしたら、外部電源を接続しなくとも、自然に電流が流れるのでしょうか？（外部磁場を与えるのも、除外です。）<
>●といっておきながら、マイスナー効果ですか？　解答に向き合う気が
>　全くありませんね。

私の中で、混乱してました。

２つに分けて考える必要があります。
①マイスナー効果を発生させる電流＝渦電流
②リング上を流れる電流

①超伝導体内部を自発的に流れる。
②外部電源を接続しないと流れない。

如何でしょうか？

お礼日時：2020/10/17 16:19

No.3 回答者： endlessriver 回答日時： 2020/10/17 13:48

#1のお礼は、「定常波云々は」難しすぎて何を言ってるかわからないが、

初めから、電流が流れているという設定をしているに、流れることはある
かと聞くのは矛盾だ。

もし、初めから電流が流れていて、（何もしないのに）その電流が変化す
るか、ということなら変化しない。

e=-dΦ/dt により、リングに起電力が無ければ、e=0 → Φ=Const.
もし、リングの電流が変化すれば、Φ=LIによって、Φが変化する。
したがって、何もしなければリングの電流は一定のまま。

この回答へのお礼

再度、ＨＰを見直しますと
「マイスナー効果は、外部からの磁束を打ち消すように、超伝導体内部を自発的に超伝導電流が流れることによって生じる現象と解釈される。」
と書いてます。
超伝導体内部を自発的に超伝導電流が流れているはずなのです。
リング状の超伝導体にも、マイスナー効果はあるはずです。
リング状の超伝導体の自発的に発生した超伝導電流は、どの部分にどのように流れているのでしょうか？


http://www.eng.niigata-u.ac.jp/~nomoto/24.html

お礼日時：2020/10/17 14:41

No.2 回答者： tknakamuri 回答日時： 2020/10/17 13:01

電荷にも質量があるので流れるには運動工ネルギーが必要。

また電流に伴って発生する磁場もエネルギーを持ちます。

これらのエネルギーを調達しない限り、自然には流れないでしょう。
磁石を近ずけるとかすれば流れるのでは？

この回答へのお礼

そうかもしれません。
下記の動画の実験を見ると電流は流れてないです。
でも、微弱な電流が流れる気もするのですが、、

https://youtu.be/ZBq8hxPFGP4

お礼日時：2020/10/17 14:12