Сопротивление движению носителей заряда (току) со стороны проводника приводит к в тепловую энергию колебаний атомов необратимому переходу электрической энергии . Электрическое сопротивление потерь R нормального проводника определяется двумя факторами (и соответствующими сопротивлениями потерь): - колебаниями кристаллической решётки (R1); - примесями и дефектами кристаллической решётки (R2). В эквивалентной электрической цепи сопротивления потерь R1 и R2 проводника соединены последовательно. Зависимость указанных сопротивлений от температуры проводника показана на Рис.1 (линии R1, R2), а общее сопротивление потерь - кривая Rн.
Рис.1.Температурные зависимости нормального проводника и сверхпроводника
Как видно (Рис.1), при уменьшении температуры нормального проводника (медь, серебро), R1 уменьшается до нуля из-за уменьшения колебаний решётки. Электрические потери R2 определяются примесями и дефектами структуры кристаллической решётки, но их число не меняется от температуры и график R2 параллелен оси T. В связи со сказанным, нормальные проводники имеют не нулевое сопротивление при любой температуре. Однако, при охлаждении ртути, вольфрама, ниобия (и других металлов, материалов, соединений) уменьшение R происходит скачкообразно. Ниже некоторой температуры Tс сопротивление потерь становится практически нулевым (кривая Rс на Рис.1). Такое отсутствие электрических потерь назвали эффектом сверхпроводимости. В чём физическая суть сверхпроводимости? Очевидно, что ни температурные, ни примесные эффекты рассеяния электрической энергии проводником не могут исчезнуть вдруг при снижении температуры до Tс. Эти неоднородности того же порядка, как у нормального проводника при одинаковой криогенной температуре (см. Рис.1). Для объяснения эффекта остаётся предположить, что структура сверхпроводников такова, что она изменяет поведение движущихся электронов проводимости. Действительно , в сверхпроводниках появился новый тип носителей зарядов - кластеры из двух электронов, названные куперовскими парами (КП). Конденсат, образованный КП, обладает свойством двигаться,как целое, без рассеивания энергии на тепловых и примесных неоднородностях сверхпроводника. Сопротивление движению КП сверхпроводника уменьшается на 10 порядков по сравнению с движением одиночных электронов в нормальном проводнике и его не нагревает. Эффект сверхпроводимости изучается более ста лет и сейчас основой его считается описание . Апрель 2024г.
![[]](/img/d/doroshew/cverx/cverx.jpg)