Mıknatıslar Soğuk Olduğunda Neden Daha İyi Çalışır?

İster insan yapımı süper iletken mıknatıslar ister demir parçaları olsun, mıknatısların verimliliğini artırmak, malzemenin veya cihazın sıcaklığı değiştirilerek gerçekleştirilebilir. Elektron akışının ve elektromanyetik etkileşimin mekaniğini anlamak, bilim adamlarının ve mühendislerin bu güçlü mıknatısları yaratmasını sağlar. Sıcaklığı düşürerek manyetik alanları iyileştirme yeteneği olmadan, MRI makinelerinde kullanılanlar gibi faydalı yüksek güçlü mıknatıslar ulaşılamaz olurdu.

Hareketli bir yükü tanımlayan parametreye akım denir. Bir malzeme içinden akım geçtiğinde bir manyetik alan oluşur. Akımı artırmak, daha güçlü bir manyetik alan oluşturur. Malzemelerin çoğu için hareket halindeki yüklü parçacık elektrondur. Kalıcı mıknatıslar gibi bazı mıknatıslarda bu hareketler çok küçüktür ve malzemenin atomları içinde meydana gelir. Elektromıknatıslarda hareket, elektronlar bir tel bobinden geçtiğinde meydana gelir.

Parçacığın yükünü veya hareket hızını artırmak akımı artırır. Elektronun yükünü artırmak veya azaltmak için pek bir şey yapılamaz - değeri sabittir. Bununla birlikte yapılabilecek şey, elektronun hareket ettiği hızı arttırmaktır ve bu, direnci düşürerek gerçekleştirilebilir.

Direnç, kelimenin ima ettiği gibi, akımın akışını engeller. Her malzemenin kendi direnç değeri vardır. Örneğin, bakır çok düşük bir dirence sahip olduğu için elektrik kabloları için kullanılır, oysa bir tahta blok çok yüksek bir dirence sahiptir ve zayıf bir iletken yapar. Bir malzemenin direncini değiştirmenin en kolay yolu sıcaklığını değiştirmektir.

Direnç doğrudan sıcaklığa bağlıdır - malzemenin sıcaklığı ne kadar düşükse direnç o kadar düşük olur. Bu etki akımı ve dolayısıyla manyetik alanın gücünü arttırır. İletken malzemelerin sıcaklığını düşürmek, günümüzde kullanılan güçlü mıknatısları yapmanın en kolay ve en etkili yoludur.

Bazı malzemeler, direncin neredeyse sıfıra düştüğü sıcaklıklara sahiptir. Bu, akımı voltajla neredeyse tam olarak orantılı hale getirir ve çok güçlü manyetik alanlar oluşturur. Bu malzemeler süper iletkenler olarak bilinir. Bilim Adamları ve Mühendisler için Fizik'e göre, bu malzemelerin bilinen listesi binlercedir. Bu prensibe dayanarak, Hollanda, Nijmegen'deki Radboud Üniversitesi'ndeki Yüksek Manyetik Alan Laboratuvarı, Kurbağa gibi normalde manyetik olmayan nesnelerin manyetik bir ortamda havaya kaldırılabileceği kadar güçlü bir mıknatısı çalıştırır. alan.