超伝導は電気抵抗がない、という特徴を持っていますが、
このことについて、具体的な説明をつけられる方、宜しくお願いします。

A 回答 (6件)

電気抵抗は、なくなるようです。


具体的説明は、No.3の方の参考URLでなされています。超伝導現象は、従来の物理学では、説明しきれないのでしょう。
従来の電気工学的に言っても、抵抗0で電流は、流れます。電圧0ですね。
電圧降下が生じないだけです。
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クーパー対と呼ばれる2個の電子の波動関数が集まって個々波動関数間の位相にある秩序ができるときに発生し、この秩序のある状態がエネルギー的に安定であるため低温で実現します。

この位相に秩序がある状態は電流が流れている状態でもよいので、電流が流れている状態が保たれます。(有限の温度では必ずエネルギーの高い状態も含まれるため、何らかの散逸があれば抵抗があると見なすでしょう。)

 おもいっきり比喩的に言えば(他の人に怒られそう)、水蒸気を吹き付けてボールを浮かせようとすると、ずーっと吹き付けていないといけませんが、水分子を固体の状態(氷=秩序を持たせてお互いがお互いの状態を規定するような固くした状態)にしておけばその上にボールを乗せて浮かせておくことが出来ます。(有限温度では水分子は固体を離れる確率も存在するので、氷がなくなっていく可能性もあります。このとき、再び水分子が結晶化しても、氷のできる場所は同じ場所とは限りません。)

という感じでしょうか?
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この件に関して私も他分野で質問します。

結果がでたら連絡するのでそれまで閉じないでください。
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いろいろ調べてみたけど一番の疑問は「電気抵抗は0なのになんで電流が流れるの?」だね。


一人だけ私と同意見で「電気抵抗がほとんど0となる」がいました。良かった(笑)
ご質問は下記後者を調べてみればわかります。
前者は私と同意見の人ので、中者が量子力学での説明、後者はサルでもわかる超伝導だそうです。
超伝導とは2つの電子がペアで流れるため、電気抵抗が0となるそうです。

物理学者が「電気抵抗が0」という意見の人が多い。でも私、電気工学の先生にたしかに「電気抵抗は完全には0にはならない」と聞いたんですがねえ。
まあよく勉強しなくては駄目ですね。

参考URL:http://www.sci.waseda.ac.jp/journal/vol1/no7/kur …
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この回答へのお礼

ありがとうございました。サル~は、大変わかりやすかったです(凍ってるサルがかわいかった)。それにしても超伝導っておもしろい現象ですね~

お礼日時:2001/09/19 11:51

一部訂正


「ρは比例定数で温度」というところを
「ρは比例定数で温度と導線の材料で決まる。ρをその物質の温度の電気抵抗率という」と直してください。
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電気抵抗はわずかにあります。

なけりゃどうして電流が流れるんですか?
この手の謎の答えは2種類あって、
一つは数学、物理学、化学(超伝導をやらない分野)系の学部を出た人の答え。「電気抵抗は完璧には0でない」ことを知らないために、間違ったことを言ってしまうのでしょう。よく考えればわかることなのに…。

電気工学ではこんなの常識です。知らなければもぐりと言えるでしょう。
電気抵抗が0に近いので送電ロスを大幅に下げることが出来る。(普通の導線は主に銅線なんです。だから導線自体に抵抗がある)
低い電圧をかけただけでも大きい値の電流が流すことが出来る。(V=Riで例えばR=1のときと、R=0.001のとき、同じ値の電流iを流すためには前者はV,後者はV/1000で済む。)高い電圧を作るということはそれだけ強いエナジーがいる。
セーラームーンでクイーンベリル様がある方を復活させるためにエナジーを部下たちに集めさせるがたくさんエナジーを集めないと復活させられないことと同じである。
また常温超電導線が作られれば普通の細い導線では負荷が強すぎて焼けきれてしまう(ショート)ほどの電流でも焼けきれないので、細い(断面積が小さい)送電圧線が作れる。(R=ρL/S。Lは導線の長さ。Sは断面積。ρは比例定数で温度)
経済効果は非常に大きいと考えられる。

ちょっと考えたんですが、よくSFで登場する「高出力荷電粒子ビーム砲」つまりレーザーですが常温超伝導と常温核融合が完成すれば実現するかもしれません。
高い電圧とそれに耐えうる電線があれば強い光が作れる。これをレーザー発振させることによって、さらに増幅させる。そうすれば基本的に2枚の鏡(複数でもいいかもしれない。私は電気科なんで詳しいことはしりません。電子科の人に聞いてみて下さい)があればよいので割と小型の装置で作れるかもしれない。
レーザーは指向性が強いので狙いをつければ必ず当たる、だから軍事的に極めて有効であるのは疑いえないが、たとえば何かを溶かし製品を作るということに利用するというような産業に役立てるかもしれない。もう役立ってるのかな?
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