ZLÍNSKÝ KRAJ. Odvětví / Vzdělávací oblast -- dle RVP.cz -- Vzdělávací obor -- Obchodní akademie / Informační technologie --

Transkript

1 Název školy Obchodní akademie, Vyšší odborná škola a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Uherské Hradiště Název DUMu Elektrická vodivost, supravodivost Autor Mgr. Emilie Kubíčková Datum Stupeň atypvzdělávání Střední odborné vzdělávání Odvětví / Vzdělávací oblast -- dle RVP.cz -- Vzdělávací obor -- Obchodní akademie / Informační technologie -- Tematická oblast Základy přírodních věd Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, let Anotace a popis způsobu použití ve Výukový materiál je určen k frontální prezentaci učitelem, případně jako materiál pro samostudium. Prezentace výuce je zaměřena na elektrickou vodivost látek, supravodivost a její využití v praxi. Zadaný úkol žáci řeší pomocí internetu. Vybavení, pomůcky Počítače Klíčová slova Elektrická vodivost, elektrický odpor, supravodivost Číslo projektu Název šablony CZ.1.07/1.5.00/ III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT ZLÍNSKÝ KRAJ

2 ELEKTRICKÁ VODIVOST Německý. fyzik G. S. Ohm v roce 1826 experimentálně prokázal, že proud, který prochází elektrickým vodičem je přímo úměrný napětí mezi konci vodiče I = G = Konstanta úměrnosti G se nazývá elektrická vodivost, její jednotkou je SIEMENS [S] Častěji se používá veličina elektrický odpor R = Jednotkou elektrického odporu je ohm [Ω] Georg Simon Ohm [Obrázek č. 1]

3 ELEKTRICKÝ ODPOR Elektrický odpor neboli REZISTANCE vodiče R při dané teplotě závisí na jeho délce l, kolmém průřezu S a na použitém materiálu, ze kterého je vodič vyroben R = ρ Měrný elektrický odpor neboli REZISTIVITA ρ je veličina charakterizující materiál vodiče, jednotkou je [Ω Měrné elektrické odpory kovů při teplotě 20 C ρ(cu) = 1,69 Ω m ρ(al) = 2,67 Ω m ρ(ag) = 1,52 Ω m

4 Elektrický odpor kovových vodičů závisí také na teplotě, s rostoucí teplotou roste. Tato závislost je přibližně lineární a je dána vztahem R je odpor při teplotě T (1 α je odpor při teplotě α je teplotní součinitel elektrického odporu, který je charakteristický pro daný materiál, jeho jednotkou je [ ] α (Cu) = 4 α (Ag) = 3,8

5 SUPRAVODIVOST Supravodivost objevil roku 1911 holandský fyzik Heike Kammerlingh Onnes. V roce 1908 se mu podařilo zkapalnit helium při teplotě 4,2 K za normálního tlaku. Při této teplotě zjistil vymizení elektrického odporu rtuti. Tento jev látky s nulovým odporem byl pojmenován supravodivost. Tím se otevřela cesta k výzkumu ve fyzice nízkých teplot. V roce 1913 obdržel za výzkum vlastností látek při nízkých teplotách Nobelovu cenu za fyziku. Teplota, při které látka přechází z normálního do supravodivého stavu, se nazývá kritická teplota T c. Prvek Hg Pb Sn Al Ti Kritická teplota (K) 4,12 7,20 3,72 1,18 2,38

6 SUPRAVODIVOST Supravodivost I. typu vyskytuje se u kovů např. Hg, Sn, Pb atd. Chladí se kapalným heliem (nákladné). Supravodivost II. typu - vyskytuje se u vysokoteplotních keramických supravodičů. Kritická teplota se pohybuje v rozmezí od 35 K do 136 K. Chladící médium kapalný dusík. Úkol Pomocí internetu vyhledejte příklady využití supravodivosti.

7 Vlaky MAGLEV APLIKACE SUPRAVODIVOSTI Setrvačníky, které se dnes vyvíjejí pro stabilizaci polohy družic. SQUID (Skvid) Jsou nejcitlivější zařízení na měření změn magnetického pole. Jiné využití Supravodivost je možné v budoucnu využít v rychlých supravodivých přechodech, které budou tvořit základ budoucích počítačů, pro pohon magnetohydrodynamických lodí a vlaků, ve vesmírném průmyslu, pro vysokoproudé transformátory. Supravodivé magnety jsou využívány při magnetické rezonanci mozku, kde jsou mnohem menší a efektivnější než normální magnety. Také byly supravodivé magnety využity v CERNu při proton-antiprotonové kolizi při zkoumání zrychlování částic atd.

8 POUŽITÉ ZDROJE 1. Literatura: KUBÍNEK, Roman, doc. RNDr. CSc. KOLÁŘOVÁ, Hana, doc. RNDr. CSc. HOLUBOVÁ, Renata, RNDr. CSc. Fyzika pro každého aneb rychlokurz fyziky. Olomouc: Nakladatelství Rubico. ISBN www stránky, elektronické zdroje Supravodivost.Cs.wikipedie.org.[cit ]. Text je dostupný pod licencí Creative Commons na www: 3. Obrazový materiál: Obrázek č. 1 Techmania-Edutorium-Exponáty.[cit ]. Dostupný pod licencí Creative Commons 3.0 Unported License na www: d7573h&key=391