En supraledande magnet är en elektromagnet där spolarna är gjorda av en supraledare av typ II. Den kan enkelt skapa stabila magnetfält på 100,000 8,000,000 Oersted (XNUMX XNUMX XNUMX ampere per meter). De producerar starkare magnetfält än vanliga elektromagneter med järnkärna och kostar mindre att använda.
För att förstå vad en supraledande magnet är är det viktigt att veta lite om supraledning. När vissa metaller och keramer kyls från ett intervall av grader nära absolut noll, förlorar de sitt elektriska motstånd. Denna temperatur kallas kritisk temperatur (Tc) och är olika för varje material. När det inte finns något elektriskt motstånd kan elektroner ströva fritt i materialet. Elementet kan hålla stora mängder ström under långa perioder utan att förlora energi som värme. Denna förmåga att hålla en extrem elektrisk laddning kallas supraledning.
De flesta metaller har en vävd sorts atomstruktur. Deras elektroner hålls löst, så att de lätt kan röra sig in och ut ur det vävda mönstret. När elektronerna rör sig kolliderar de med atomer och förlorar energi i form av värme. Metaller kan värma och leda elektricitet mycket bra på grund av detta. Det är därför kastruller och stekpannor och saker som brödrostsugnar är gjorda av metall.
I en supraledare färdas elektronerna i par och rör sig mellan atomer, istället för att kollidera med dem. När en negativt laddad elektron rör sig genom väven med positivt laddade atomer, drar den på de positiva atomerna. En annan elektron dras mot motståndet och parar sig med den ursprungliga elektronen. De bryter sig ständigt loss och förenar sig med andra elektroner, men med lite eller inget motstånd. Av denna anledning förlorar de inte värme och energi som standardmetall.
Typ II supraledare är den typ som används i spolarna i en supraledande magnet. En supraledare av typ II når Tc vid en lägre temperatur än supraledare av typ I. De har en gradvis övergång från supraledande till sitt normala tillstånd inom ett magnetfält. Dessa två egenskaper tillåter dem att leda högre strömmar än typ I.
En supraledande magnet kan användas för magnetisk levitation. I Meissner-effekten placeras en supraledande skiva under en magnet och kyls med flytande kväve. Supraledaren är öppen för att ta emot en laddning eftersom den är kyld, magneten inducerar en ström och därför magnetfält i supraledaren, och magneten börjar sväva över det fältet.
Forskning pågår för att använda en supraledande magnet för ett svävande tågsystem. Det övervägs också för att göra små men kraftfulla magneter som används för magnetisk resonanstomografi (MRI). Långsiktiga planer inkluderar att upptäcka material som kan producera supraledning utan att frysa. Om detta material upptäcks kommer det att förändra framtiden för många områden, inklusive transport och energiproduktion.