Hardware Arena

Süper iletkenlik kavramını biraz daha açalım;
Elektrik iletimiyle ilgili tüm uygulamalar için idealdirler. Bunun yanı sıra süper iletkenler büyük miktarda akımda taşıyabilir. Şimdi sizin aklınızdan geçiyordur. Madem Süper iletken diye bir madde var öyle ise neden kullanılmıyor?

Küçük süper iletken bobinli mıknatıslar çok fazla enerji tüketmeden güçlü manyetik alanlar yaratabilirler. Bu gibi mıknatıslar, manyetik alan sayesinde havada giden trenlerin yapımını sağlayabilir, hızlandırıcı tünellerde ve nükleer manyetik rezonans tarayıcılarında parçacık saptırıcısı olarak kullanılabilirler. Ayrıca elektrik üretiminde kullanılan senkron jeneratörlerinde kullanılmasıyla üretimde verimin artmasına ve boyutların küçülmesine neden olurlar

Yaygın olarak kullanılmayışının ise iki cevabı var;
1- Birincisi yukarıda da bahsettiğimiz gibi bir süper iletkenlik durumunun gerçekleşmesi için oda sıcaklığının çok çok altında bir sıcaklığa ihtiyaç duyulması,

2- Ä°kincisi ise tahmin edebileceÄŸiniz gibi maddi kaynaklar.

Bilim adamları maddeleri oda sıcaklığında süper iletken hale geçirmeye çalışa dursunlar. Bizde konumuza geri dönelim.

Şimdi sıra sizleri şaşırtmaya geldi...

En iyi iletken nedir?
Yani en iyi iletken deyince aklınıza hangi metal geliyor? Altın diyenleri duyar gibiyim. Eğer sizde Altın diye düşünüyorsanız yanılıyorsunuz. Böyle düşünmenizin ana sebebi araştırma ihtiyacı duymadan tüm bilgileri özümsemeniz ve internetin yaygınlaşması sonucu yanlış bilgilerin yayılması.

Aslında burada şöyle bir soru daha sormak gerekiyor, Isıl iletkenlik mi, elektriksel iletkenlik mi?
Isıl iletkenlik ya da termal iletkenlik, fizik'te malzemenin ısı iletim kabiliyetini anlatan bir özelliktir ve ( k ) harfi ile ifade edilir.

Isı miktarı ( Q ) ile tanımlandığında, malzemenin kalınlığı ( L ) ve birim zaman ( t ) , ısı geçişinin olduğu yüzey alanı ( A ) ve ısı geçişine sebep olan sıcaklık farkı ( ΔT ) ile ifade edilirse, sürekli rejim şartları altında ve ısı transferi sadece sıcaklık gradyenine bağlı olduğunda;

Isıl iletkenlik = ısı akış oranı × mesafe / (alan × sıcaklık farkı)

olarak ifade edilir.

 

Çoğu malzemenin ısıl iletkenliği ile elektrik iletkenliği arasında bir bağ yoktur. Örneğin, çok yüksek elektriksel iletkenliği olan gümüşün ısıl iletkenliği, elektriksel yönden bir yarı-iletken olan elmastan çok daha düşüktür. Bunun sebebi elektronlar değil, fononlardır. Fonon kristal yapıdaki titreşim düzeni ile ilgilidir.

Metallerde ise, ısıl iletkenlik, yaklaşık olarak elektriksel iletkenliği izler. Benun sebebi, metallerde serbest hareketli elektronların yalnızca elektriği değil, ısı enerjisini de iletmesidir.

Yukarıda da belirttiğim özellikler göz önüne alındığında hem elektriksel olarak hemde ısıl olarak en iyi iletken Gümüştür. Şöyle ki; gümüşün, uygulanan elektrik alanının, birimi başına oluşan hacimsel akım yoğunluğu olarak tanımlanan öz direncinin, ölçüm değeri, ‘mikro ohm santimetre’ birimi cinsinden 1.6 μΩcm’dir. İletkenlik sıralamasında; gümüşten sonra bakır, sonra altın gelir. Bakır ve altının öz dirençleri ise, sırasıyla; 1.7 ve 2.2 μΩcm’dir.

Isıl iletkenlik yönünden de aynı sıralama geçerlidir. Gümüş, Bakır ve Altın. Bunların değerleri ise şu şekildedir. Gümüş: 429 W/(m·K); Bakır: 401 W/(m·K) ve Altın ise: 317 W/(m·K)

Peki neden USB uçlarında veya kablo jacklarında altın kaplama kullanılıyor?
Bunun sebebi olarak çoğunlukla altının en iyi iletken olduğu sanılır fakat sebep bu değildir. Altın kaplama kullanılmasının asıl sebebi; Altın'ın Gümüş ve Bakıra nazaran korozyona uğramamasıdır. Gümüş ile Bakır, Altın'dan daha iyi iletken olmasına rağmen zamanla karararak korozyona uğrarlar. Bu nedenle hassas iletkenlik gereken yerlerin hava ile temas eden yüzeylerinde altın kaplama kullanılmaktadır. USB vb. ev teknolojisinde ise Altın kaplama jack kullanılması tamamen pazarlama stratejisidir.

Yinede buna karşı çıkacaklar olacaktır. Bunun içinde sanırım en iyi cevabı periyodik cetvel verecektir. Sıralama en kötüden en iyiye göre yapılmıştır.

Merak edenler TIKLASIN

Gümüş'ün periyodik cetvel özellikleri için TIKLAYIN
Bakır'ın periyodik cetvel özellikleri için TIKLAYIN
Altın'ın periyodik cetvel özellikleri için TIKLAYIN

Yani neymiş en kötü iletken altınmış :)

AS-5'in uzun süre en iyi termal macun olarak kalmasının sebebi, içerisinde gümüş tozları barındırmasıdır...

En iyi iletken GÜMÜŞ olmasına rağmen en yaygın iletken olarak BAKIR kullanılmasının sebebi ise tahmin edeceğiniz üzere nedir??? MALİYET....


Yazı dizimizin bir sonraki bölümü olan "Hava ile Soğutma" da görüşmek üzere.