超伝導の基本的な仕組みと応用

超伝導とは、ある物質を急激に冷却させることによって電気の抵抗がなくなり、抵抗が0になる現象です。
基本的には、電気が発生した場合にはどこかで電気が使用、もしくは放電されます。
そして、電気が発生すると抵抗が生まれますが、その電気抵抗によって電気のエネルギーが熱に変化します。
電化製品でイメージすると、劣化している家電を長く使用していると、使い過ぎによって発火することがあります。
また、電化製品を使用していると温かく感じることがありますが、これは抵抗によって熱に変わっているからです。
超伝導では抵抗が0になるため、電気が熱に変わらずに無駄に消費しているエネルギーを抑えることができます。
スムーズに電気が流れるので、省エネ効果も期待されています。
なお、どの物質でも超伝導が起こるわけではなく、物によっては超伝導にならない場合もあります。
例としては、金や銀、銅といった物質は電気を通しますが、どれだけ急激に低い温度で冷却したとしても、抵抗が下がることはありますが抵抗が0になることはありません。
超伝導が応用されている場面としては、リニアモーターカーが身近な例となります。
超伝導のマイスナー効果を活用しており、この状態の物質の上に磁石を乗せることで磁石が下に落ちずに無重力空間の状態に陥ります。
通常ならばNとSでくっつき、NNやSSなら反発してしまいますが、この状態になるとその両方が起きなくなり、リニアモーターカーの側面に設置することによって前進していきます。
超伝導モーターは半永久的にモーターが回りますので、船舶での利用が期待されており、また大型の工場においても、労力とコスト削減の上で重要な存在になると言われています。
しかし、現在の所では冷却費用が大きくかかってしまうため、そのコストダウンが重要で、今後の大きな課題となっています。
他にも魅力的な応用技術が研究されていますので、超伝導に関する研究と発展はまだまだ期待できる所です。

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