Suprajohtava magneetti on sähkömagneetti, jossa kelat on valmistettu tyypin II suprajohteesta. Se voi helposti luoda tasaisia 100,000 8,000,000 Oerstedin magneettikenttiä (XNUMX XNUMX XNUMX ampeeria metriä kohti). Ne tuottavat voimakkaampia magneettikenttiä kuin tavalliset rautaydinsähkömagneetit, ja niiden toiminta on halvempaa.
Suprajohtavan magneetin ymmärtämiseksi on tärkeää tietää vähän suprajohtavuudesta. Kun tietyt metallit ja keramiikka jäähdytetään asteelta lähellä absoluuttista nollaa, ne menettävät sähkövastuksensa. Tätä lämpötilaa kutsutaan kriittiseksi lämpötilaksi (Tc) ja se on erilainen kullekin materiaalille. Kun sähkövastusta ei ole, elektronit voivat vaeltaa vapaasti koko materiaalissa. Elementti voi pitää suuria määriä virtaa pitkiä aikoja menettämättä energiaa lämmönä. Tätä kykyä pitää äärimmäinen sähkövaraus kutsutaan suprajohtavuudeksi.
Useimmilla metalleilla on kudottu atomirakenne. Niiden elektronit ovat löysästi kiinni, joten ne voivat liikkua helposti kudotun kuvion sisään ja ulos. Elektronien liikkuessa ne törmäävät atomien kanssa ja menettävät energiaa lämmön muodossa. Metallit kykenevät lämmittämään ja johtamaan sähköä erittäin hyvin tämän vuoksi. Siksi kattilat ja pannut sekä leivänpaahtimen uunit on valmistettu metallista.
Suprajohtimessa elektronit kulkevat pareittain ja liikkuvat atomien välillä sen sijaan, että törmäisivät niihin. Negatiivisesti varautuneen elektronin liikkuessa kutomassa positiivisesti varautuneiden atomien kanssa se vetää niitä positiivisia atomeja. Toinen elektroni vetää kohti vastusta ja muodostaa parin alkuperäisen elektronin kanssa. Ne murtautuvat jatkuvasti ja yhdistyvät muiden elektronien kanssa, mutta vain vähän tai ei ollenkaan. Tästä syystä ne eivät menetä lämpöä ja energiaa kuten tavallinen metalli.
Tyypin II suprajohteita käytetään suprajohtavan magneetin keloissa. Tyypin II suprajohdin saavuttaa Tc: n matalammassa lämpötilassa kuin tyypin I suprajohtimet. Niillä on asteittainen siirtyminen suprajohtamisesta normaalitilaan magneettikentässä. Nämä kaksi ominaisuutta mahdollistavat niiden johtavan suurempia virtoja kuin tyyppi I.
Suprajohtavaa magneettia voidaan käyttää magneettiseen levitaatioon. Meissner -efektissä suprajohtava levy asetetaan magneetin alle ja jäähdytetään nestemäisellä typellä. Suprajohdin on avoin ottamaan varauksen vastaan, koska se on jäähtynyt, magneetti indusoi virran ja siksi magneettikentän suprajohtimessa ja magneetti alkaa kellua tämän kentän päällä.
Suprajohtavan magneetin käyttöä levitoitavaan junajärjestelmään tutkitaan parhaillaan. Sitä harkitaan myös pienten mutta tehokkaiden magneettien valmistamiseksi magneettikuvaukseen (MRI). Pitkän aikavälin suunnitelmiin kuuluu löytää materiaaleja, jotka voivat tuottaa suprajohtavuutta ilman jäätymistä. Jos tämä materiaali löydetään, se muuttaa monien alojen tulevaisuutta, mukaan lukien kuljetus ja energiantuotanto.