Kann in einem Supraleiter Strom induziert werden?

Meine Schlussfolgerung ist daher: Es würde überhaupt kein Strom induziert werden. In einer Supraleiterschleife kann niemals Strom induziert werden. Ist das so oder verstehe ich mein Buch falsch?

Daraus kann man aus den von Ihnen angeführten Gründen nicht schließen; aus der Tatsache, dass sich der Gesamtfluss nicht ändert, folgt nicht , dass sich der Strom nicht ändern kann .

Für einen endlichen Widerstand ungleich Null muss eine EMK vorhanden sein, um einen zirkulierenden Strom aufrechtzuerhalten. Für den Fall des Nullwiderstands kann jedoch ein Strom ohne EMK (Nullwiderstand) und ferner ein sich ändernder Strom vorhanden sein .

Da der Nettofluss durch die von der supraleitenden Schleife begrenzte Oberfläche nur der magnetische Fluss aufgrund des Magneten plus der magnetische Fluss aufgrund des Stroms durch den Supraleiter ist,

$$\Phi = \Phi_m + \Phi_i$$

Bedingung auferlegen

$$\frac{d\Phi}{dt} = 0$$

impliziert, dass

$$\frac{d\Phi_m}{dt} = -\frac{d\Phi_i}{dt}$$

Wenn also der Magnet bewegt wird, verursacht$\frac{d\Phi_m}{dt} \ne 0$dann muss es so sein$\frac{d\Phi_i}{dt} \ne 0$, dh dass sich der durch den Supraleiter fließende Strom ändert .

Da sich der Nettofluss nicht ändert, gibt es keine EMK um die Schleife, die die Oberfläche umschließt. Da der Widerstand jedoch null ist, ist der Strom unabhängig von der EMK , sodass man nicht schlussfolgern kann, dass der Strom null oder unveränderlich ist.

Elektromotorische Kraft $\mathcal{E}$kann als Einheit der thermodynamischen Arbeit interpretiert werden$\mathrm{d}W$die von der Energiequelle auszuführen ist, um eine Einheitsladung zu bewegen$\mathrm{d}q$durch eine Schleifenbewegung, nämlich:

$$\mathcal{E}=\frac{\mathrm{d}W}{\mathrm{d}q}$$ Bei üblichen Leitern gilt das Ohmsche Gesetz $\;\textbf{j}=\sigma\textbf{E}\;$sorgt dafür, dass diese Arbeit zerstreut wird. Dies impliziert, dass eine Nicht-Null-EMK $\mathcal{E}$ständig anzulegen, um den Ladungsfluss durch den Leiter aufrechtzuerhalten.

In einem Supraleiter wird der elektrische Strom jedoch nicht mehr durch das übliche Ohmsche Gesetz beschrieben, da es keine Dissipation mehr gibt . In der Tat geben Ihnen die Londoner Gleichungen Folgendes:

$$\textbf{j}=-\frac{nq}{mc}\textbf{A}$$ Wo $\textbf{A}$ist das Vektorpotential, $n$die Ladungsträgerdichte, $m$die Masse der Ladungsträger und $c$die Lichtgeschwindigkeit. In einem Supraleiter dient Strom nur dazu, das Magnetfeld im Inneren des Materials abzuschirmen, nicht um Energie zu dissipieren. Dann müssen Sie nicht mehr pflegen $\mathcal{E}\neq 0$um Ladungen im Material zu bewegen (dh Strom zu haben).

Um zusammenzufassen :

• Bei einem Dirigenten:$\mathcal{E}=0\;\rightarrow\;\textbf{j}=0$

• Bei einem Supraleiter:$\mathcal{E}=0\;\nrightarrow\;\textbf{j}=0$

Feynmann:

Bei einem „perfekten Leiter“ gibt es keinerlei Widerstand gegen den Strom. Wenn also Ströme darin erzeugt werden, können sie für immer weitergehen. Tatsächlich würde die geringste EMK einen willkürlich großen Strom erzeugen - was wirklich bedeutet, dass es überhaupt keine EMK geben kann. Jeder Versuch, einen magnetischen Fluss durch eine solche Platte fließen zu lassen erzeugt Ströme, die entgegengesetzte B-Felder erzeugen – alle mit unendlichen EMKs, also ohne dass ein Fluss eintritt. Wenn wir ein Blatt eines perfekten Leiters haben und einen Elektromagneten daneben stellen, wenn wir den Strom im Magneten einschalten, erscheinen Ströme, die Wirbelströme genannt werden, in dem Blatt, sodass kein magnetischer Fluss eintritt.