超伝導とは「電気抵抗が0なんですか?」それとも「電気抵抗がほとんど0に近いんですか?」
物理学者は前者の立場が多数なんです。
ですが昔、電気工学の先生に超伝導についてお尋ねしたら「電気抵抗は完全には0にはならない」と言ってました。
これは理論では「成り立つ」が実学では「諸事情により、成り立たない」ということなんでしょうか?
なんか量子力学を使って説明できるみたいなんですが…。
科学のコーナーで「後者の立場が正しい」として答えたんですがネットで調べてみたら「前者の立場が圧倒的多数(しかし後者の立場もあった)」なんですよね。
いったいどっちが正しいのでしょう。
化学の方でも聞いたんですが、物理学の見地から教えてください。管理人さんへ。この場合は同じ内容の質問になりません。削除しないで下さい)

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A 回答 (9件)

超伝導は専門外なのですが身近に超伝導磁石などはよく使っています。



電気工学の先生が言いたかったのは「超伝導状態になっている物質中は電気抵抗は0だけれども超伝導デバイスを使って回路を作ろうとすると電源部など超伝導じゃないデバイスを組み込む必要があるので回路全体を抵抗0にするのはできない」、と言うことではないのでしょうか?

物理屋的なセンスではモノの電気抵抗を測る時には測定系の抵抗などはさっぴいて計算するので超伝導状態の物質の抵抗のみを議論できますが工学的、もしくは実用的には回路全体で議論しないといけませんからね。

この回答への補足

ご回答ありがとうございました。化学の方で私の求めていたものが得られました。
u13さんの回答も真を突いてると思われます。よって得点させていただきます。

補足日時:2001/09/20 00:15
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この回答へのお礼

そうかもしれません。たしかに素子自体は超伝導が起こらない。(起こったら大変だ)なるほどねえ。

お礼日時:2001/09/18 21:39

経験者に印をつけるのが恥ずかしいくらいの素人のような意見です。



参考URLでも触れられていますが第II種超伝導体では
第I種と比較すると混合状態があるために臨界磁場が大きくなります。
他にも理由があるかもしれませんが、
少なくとも強い磁場に耐えられるということは
応用面で重要な性質の一つであると思います。
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この回答へのお礼

何回もお応えいただきありがとうございます。
たとえるなら、常伝導体は強い磁場から超伝導体を守る防護服というところですか。まだ完璧というわけではないですが超伝導について知識を深めることができたと思います。これからも勉強し続けていきたいとおもいます。
みなさんありがとうございました。

お礼日時:2001/09/21 21:09

反論というわけではないですが、


参考URLを見て気付いたことを書きます。

超伝導磁石など応用として使われているものは
第II種超伝導体のほうだと思います。
したがって、超伝導状態と常伝導状態が共存しています。
このことから、工学屋さんは電気抵抗は完全には0にはならない
と言っていたのかもしれません。
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この回答へのお礼

>超伝導磁石など応用として使われているものは第II種超伝導体のほうだと思います。
超伝導の応用は「第(2)種超伝導体」の方を使うんですか。何故ですか?

お礼日時:2001/09/20 21:38

念のためですが、超伝導状態の部分に関しては


0ということはいいですよね。
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この回答へのお礼

0でいいと思います。
しかしあのページの研究者も「言われています」という表現を使っていてわかったような気になってしまいました。たぶんこういう事なんでしょう。今の段階では超伝導時の抵抗は0と考えられている。それは、現在もっとも小さいと考えられる抵抗よりも小さいからである。またクーパー対やBCS理論等の理論的説明より説明は出来る。
しかし、反証はあるかもしれない。ニュートリノの質量だって0ではなかった。
0であるものと思いこんで作った理論は有用なものを除いて崩れ去るだろう。
超伝導でもそのようなことがあるかもしれない。
まだ閉じないので反論があれば言ってください。私は理解型ではなく納得型ですから。

お礼日時:2001/09/20 02:09

専門以外の勉強をするのは大変だと思いますが頑張ってください。


私が学生の頃、理学部に所属していたので
newtype さんとは逆にプログラムや計算機など
工学よりの講義がなく、それらは独学でやっていました。
でも、大学の勉強なんてもともと独学のようなものですよね。
講義に出たからといって理解できるわけではないですから。

いまや、量子力学はどこを探してもすぐに見つかるくらい
いろいろな所に応用されています。
基礎だけでも知っておけばいつか役に立つのではないでしょうか。

わからない部分があればこのサイトなども利用すればよいと思います。
量子力学なら多くの回答者の方がおられます。
過去の質問でもかなり詳しい議論がされているものもありました。
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この回答へのお礼

たしかに私は得意な科目では、講義に出席するよりも自分で勉強することに重点をおいて大学に通っています。数学系はとくにそうです。たまに授業に出ると講師が拒否反応を起こしたこともしばしばありましたが、実力のほんの一部を示しただけで単位の一部(さすがに全部ではない)をもらったこともあります。当然テストでも友人達より優位に立っています。というか同学年で私に太刀打ちできるのは一体何人いるか。(但しこれは数学や物理学の話。他科目ではそれぞれにつわものがいます)
ですが人間できることは限界があります。現代は専門化がすさまじく他分野を正確に理解、学習するのはよほど時間に余裕があり、好奇心旺盛である人でないと難しいと思います。こんなこと言うと世の中で一番暇なのは小学生であり、次に大学生だと思っている人もいると思いますが(私はそんこと言ってるから就職にあぶれるんだと声を大にして言いたい。)、うちの大学は他と違ってかなり学ぶことが多く、忙しいです。他大学の夏休み期間を聞くと気が滅入ります。ですが就職率はいいときで100%、悪いときで99.99%ぐらいでおそろしく高いです。これは高度の技能を持っていることが社会的に認めれていることの証明であります。
他大学の就職率を見ると、私の大学と比べると相当低いですよね。つまり大学を出て何も学ばなかった人間が多いということなんでしょうか。情けない話です。
世の中には大学へいけない人もいます。その人達に比べれば自分はとても恵まれていると思います。そのことを考えると勉強せずにはいられません。

お礼日時:2001/09/20 01:18

超伝導は専門外ですが、物理学の研究をしている者です。



量子力学の知識がないとなかなか難しいですが、
例えば、原子中の電子の運動量が減衰しないのと
似たようなものだと考えればよいのではないかと思います。
じゃあ、なぜ原子中の電子は止まらないの?
と聞かれると結局量子力学が必要なので困ってしまいますが。

物理屋と工学屋の言い回しの違いについては
u13 さんの仰るようなことが理由ではないかと思います。
物理学では調べたい対象があればなるべく純粋にそのものだけを見ようとします。
したがって、周りについている測定のための道具はじゃまなわけです。
工学では周りについているものも含めて考えなければ意味がないですからね。

この回答への補足

回答ありがとうございます。だいぶ考えたんですがguiterさんに得点することにしました。量子力学を学ばなければ超伝導を理解できないことはよくわかりました。
マイペースで勉強したいと思います。
化学の方で私の期待していた答えが出ました。下記をご覧ください。
http://www2c.airnet.ne.jp/phy/phy/45.html

補足日時:2001/09/20 00:24
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この回答へのお礼

私は超伝導を応用する会社に就職したいと思っているんですよ。電気科は電力システム(効率的に電気を送るにはどうすればよいか。)か制御システム{身近なものにたとえるとエレベーターがそうです。5のボタンを押すと(手操作入力)5階に連れていってくれる(実行)。定員オーバーの場合に知らせてくれる(フールプルーフ)…etc}をやるんですが、どちらも量子力学は講義はありません。(原子力工学の講義はあります。バケツでウランをどのように運ぶか…etc?)。やはり知ってないとだめですよねぇ。独学でやろうかしら。

これからの時代は電子工学ではなく電気工学が主流になっていくと思います。なぜならば、中国やインドの方がこれらの産業を伸ばしてきているからです。どちらの国も人工が多い。中国の「社会主義市場経済化」が成功すればおそらく負けるだろう。
一方、超伝導や電気自動車の産業は黎明期です。20年後には一般車になるかもしれません。だからそのときに三流でもいいから研究者として関わっていたい。大学にせっかく入ったんだからそのくらいの気概をもたなきゃだめですよね?

お礼日時:2001/09/19 20:54

「電気抵抗0」とは、電気抵抗の値が0なのでしょうか。

それとも抵抗が無いのでしょうか。
電気抵抗を電圧と電流との関係での比例係数として定義(オームの法則)するときと、電気抵抗は、なぜ起きるのかと考える(物理学)ときとの違いではないでしょうか。
オームの法則は、普通の伝導状態のとき(超伝導状態でないとき)しか適用できないと思いますが。
当てはめて表現すれば、「限りなく0に近い」でしょうか。

この回答への補足

回答ありがとうございます。このページを見てください。
http://www2c.airnet.ne.jp/phy/phy/45.html

補足日時:2001/09/20 00:20
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この回答へのお礼

これはrei00さんが教えてくれたホームページの内容ですね。
オームの法則は超伝導状態以外の金属しか成り立たないということですね。
似たようなのでオームの法則は電解質溶液のなかで電流を通じても成り立たない。
超伝導というものは金属中の2つの電子が対となって動くので電気抵抗がなくなると書いてあるページもありました。なんかわかりかけてきたような気がします。

お礼日時:2001/09/18 21:48

 早稲田大学の「理工ジャーナル」(↓)の中に「超伝導 --- マクロな量子現象」(早稲田大学理工学部物理学科 栗原 進)というものがあります。

大学物理学部の先生が公式ペ-ジに書かれている内容ですが,参考になりませんか。

 私には細かい所はわかりませんが,永久電流が減衰する確率はゼロで はないそうです。この意味では「電気抵抗(と言っていいのかどうか?)がほとんど0に近い」と言えるでしょうか。

 しかし実際は,その確率は途方もなく小さく,低温では,たとえ宇宙の年齢の何倍も待ち続けたとしても,見られる望みはないそうです。したがって,『''永久電流''は,神はいざ知らず,人間にとっては真 の永久電流と言って何の差障りもない事になる。』そうです。つまり,実際上は「電気抵抗が0」と言えそうです。

 ところで,この質問に化学的見地から回答する事はできないと思いますので,「化学」の方は削除された方が良いのではないでしょうか。

参考URL:http://web.sci.waseda.ac.jp/journal/

この回答への補足

回答ありがとうございました。化学の方でいい感じの回答がでましたよ。

補足日時:2001/09/20 00:11
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この回答へのお礼

そのページはすでに見ました。神といわれてもねえ。
実は私はある星から来た宇宙人なんですが、私が載ってきた宇宙船にはたしか
常温超伝導金属や常温核融合がついていたと思います。私のような浅学な者では理解できない装置だったです。私は地球が気に入ったので以来ずっとこの星にいます。宇宙船はアメリカの軍事関係者に売りました。この売ったお金でいまのいままでお金に不自由していません。地球に来てほんとうに良かった。

お礼日時:2001/09/18 21:35

やじうま一般人です。

お邪魔します。
私の素人理解ですが、電気抵抗が0って、物質の抵抗が無いってことですよね。それが何を意味するかと言うと、分子なんかの運動が全く無いってことで、つまりは絶対零度のことですよね。絶対零度では「前者の立場」が正しく、それを超伝導と呼ぶはずです。ただ、絶対零度って実現できていないと思いますし、実現できる見込みも聞いていません。そこで、絶対零度よりも高い温度で、如何に超伝導に近い状態を作り出すかが現在のトピックスなんだと思います。これは「後者の立場」なんでしょう。

この回答への補足

回答ありがとうございました。化学の方でついに私の欲しかった内容が得られました。やはり超伝導は完璧には0ではないそうです。詳しくは下記ページをご覧下さい。回答ありがとうございました。
http://www2c.airnet.ne.jp/phy/phy/45.html

補足日時:2001/09/20 00:06
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この回答へのお礼

私もいろいろ調べましたがわかっているのは超伝導状態と普通の状態はちがう式が成り立っているいうこと、またその2式は根本が量子力学によって結び付けられていること。過去の教えて!gooを調べてもどうもわかっていて書いてある方はいないようです。明日大学へ行く用があるのでもし捕まえることができたら聞いてみたいと思います。
電子科は学問の基礎(半導体やレーザー)に量子力学があるから勉強しなくてはならないみたいですが、私は電気科なんで量子力学といえば化学でやるくらいなんですよ。
図解雑学量子力学という本を読みましたが、量子数、オービタル、電子密度分布なんてのは載っていませんでした。
とくに電子密度分布を書かせる問題が試験に出たんですがこれにはまいった。
ぜんぜんかけないので原点におじゃる丸のキスケやちびまるこちゃんの永沢君の絵を書いて唖然とさせてやろうと思ったんですが、その前に腹が痛くなったのでそのまま退場しちゃいました(笑)追試がんばろうっと!

お礼日時:2001/09/18 21:04

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私は金が一番電気を通しやすいというのを常識だと思って育ってきました。
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銀、銅、金、アルミの順で間違いありません。
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合成抵抗は、R1+R2+・・・・

の足し算になる。並列してつなぐと、電圧が共通なので、

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1/ (1/R1 + 1/R2 +++++ )

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計算を繰り返すうちに、その意味や感覚が分かるようになる。
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Q熱伝導率と電気伝導率について

熱伝導率と電気伝導率について

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Q負荷装置の電気抵抗と絶縁抵抗

負荷装置の絶縁抵抗(端子-アース間)は、使用前(温度低)よりも使用後(温度高)の方が値が低いですよね。
http://www.nippon-heater.co.jp/material/extension/extension.html#temp (表1)

しかし、負荷に電流が流れると熱が発生して、電気抵抗は増大しますよね。

つまり、負荷の温度が高くなると電気抵抗は増大しますが、絶縁抵抗は減少します。
絶縁抵抗も”抵抗”であるはずなのになぜ減少するのか、この仕組みがよく分からないのですが、以下に自分なりの仮説を立ててみたのでご指摘いただけないでしょうか。

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こんにちは、質問お願いします。鉄クロム電熱線の抵抗率は20℃で1、23×10^-6、抵抗温度係数α20は2×10^-4であるという。直径0、4mm、長さ1mのこの電熱線の抵抗は20℃ではいくらか。また、500℃ではいくらになるか。

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Aベストアンサー

後半にかけて回答させていただきます。

最初に一言。面積は4倍になりません。面積は半径の2乗に比例するので、半径が1/2になれば(直径が1/2でも同じ)、面積は1/4になります。そして、抵抗が16倍になるのは、抵抗が長さに比例し、面積に反比例するからです。。

まず最初に与えられた電線は直径0.4mm長さが1kmの円筒形です。これを引き伸ばすと書いてあるので、その間に電線の体積は変わりません。Vを電線の体積とします。ここで、最初の条件から、

V={(0.4mm/2)^2×π}×2×1km

が成り立ちます。
次に、引き伸ばした後の電線について考えます。このときの電線の長さをaとします。体積は変わらないので、

V={(0.2mm/2)^2×π}×2×a

となります。
これを上の式に代入するとa=4kmとなります。
長さが4倍になる理由を分かっていただけたでしょうか。この問題は電線を引き伸ばすのがポイントです。体積が変わらないことを利用するのです。


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