超伝導と電磁石

ショートカット: 違い、類似点、ジャカード類似性係数、参考文献。

超伝導と電磁石の違い

超伝導 vs. 電磁石

超伝導（ちょうでんどう、superconductivity）とは、特定の金属や化合物などの物質を非常に低い温度へ冷却したときに、電気抵抗が急激にゼロになる現象。「超電導」と表記されることもある。1911年、オランダの物理学者ヘイケ・カメルリング・オンネスにより発見された。この現象と同時に、マイスナー効果により外部からの磁力線が遮断されることから、電気抵抗の測定によらなくとも、超伝導状態が判別できる。この現象が現れるときの温度は超伝導転移温度と呼ばれ、この温度を室温程度に上昇させること（室温超伝導）は、現代物理学の重要な研究目標の一つ。. レノイドにより発生した磁界（断面図） 電磁石（でんじしゃく、electromagnet）は通常、磁性材料の芯のまわりに、コイルを巻き、通電することによって一時的に磁力を発生させる磁石である。機械要素として用いられる。電流を止めると磁力は失われる。 1825年にイギリス人の電気技術者である ウィリアム・スタージャンによって発明された。 最初の電磁石は蹄鉄形をしている鉄に数回ほど緩く巻いたコイルであった。 コイルに電流を流すと電磁石は磁化し、電流を止めるとコイルは反磁化した。 永久磁石と比較したときのメリットとして、通電を止めることでほぼ磁力を0にすることができること、同じサイズの永久磁石より強い磁力を発生することができること、電流の向きを変えることによって磁石の極を入れ替えられることなどが挙げられる。欠点は、通常、電気抵抗があるため電流を流し続けるには電力を供給し続けなければならないことである。この欠点は超伝導を使えば解決できるが、かなりの低温が必要なので日常で使うのは難しい。 おおざっぱにいえば、電磁石の発生する力は、コイルの巻き数とコイルに流す電流の大きさに比例する。ただしコイルの巻き数を増やすと電線が長くなるが、直流で駆動する場合、電気抵抗も同じように増加するため、電圧が同じであれば電流が減るという関係になっている。鉄芯についていえば、鉄芯の材質の透磁率、および断面積が大きいほど強い磁力を発生することができる。このため永久磁石に比べて安価である。.

磁力

磁力（じりょく）とは、磁石や電流が発生させる磁場により、磁石や電流が流れている導体どうし、あるいはそれらと強磁性体の間に発生する力である。同種の磁極の間には退け合う力が、異種の磁極では引き合う力が働く。この力のことを磁力、または磁気力（じきりょく）という。.

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磁気浮上式鉄道

超電導リニア L0系。2015年4月に山梨実験線にて世界最高速度603km/hを記録。 トランスラピッド（上海トランスラピッド） リニモ） 磁気浮上式鉄道（じきふじょうしきてつどう、Maglev）とは、磁力による反発力または吸引力を利用して車体を軌道から浮上させて推進する鉄道のこと。英語では"Maglev"（マグレブ) と呼称し、「磁気浮上」を表す"Magnetic levitation"が語源である。磁気浮上式鉄道はその近未来性からリニアモーターカーの代表格でもある。1971年、西ドイツで Prinzipfahrzeug が初めての有人走行に成功した。 世界で開発されている主な磁気浮上式鉄道には、常伝導電磁石を用いる方式(トランスラピッド、HSSTなど)、と超伝導電磁石を用いる方式（超電導リニアなど）があり、有人試験走行での世界最高速度は2015年4月21日に日本の超電導リニアL0系が記録した603km/hである。 現在、上海トランスラピッドとHSSTの愛知高速交通東部丘陵線（愛称：リニモ）および韓国の仁川空港磁気浮上鉄道、中国の長沙リニア快線が実用路線の営業運転を行っている。なお、超電導リニアによる中央新幹線は、東京 - 名古屋間で2027年の先行開業、さらに東京 - 大阪間で2045年の全線開業を目指して計画が進められている。.

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超伝導電磁石

宮崎実験線で使用されていたMLU 001の超伝導電磁石，超伝導現象を作り出す為に上部に液体ヘリウムタンクが設置されている 超伝導電磁石（ちょうでんどうでんじしゃく、superconducting magnet、SC magnet）とは、超伝導体を用いた電磁石のことである。超伝導体は電気抵抗がなく発熱の問題もないので、通常の電磁石よりも強力な磁力を発生させることができる。核磁気共鳴分光法（NMR）、核磁気共鳴画像法 (MRI) ですでに実用化されており、もっとも超伝導現象を一般的に用いているものである。今後は磁気浮上式鉄道での実用が期待されている。超伝導磁石と書かれることもあり、工学分野では超電導電磁石（超電導磁石）とも書かれる。.

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電気抵抗

電気抵抗（でんきていこう、レジスタンス、electrical resistance）は、電流の流れにくさのことである。電気抵抗の国際単位系 (SI) における単位はオーム（記号：Ω）である。また、その逆数はコンダクタンス と呼ばれ、電流の流れやすさを表す。コンダクタンスのSIにおける単位はジーメンス（記号：S）である。.

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核磁気共鳴画像法

頭部のMRI（T1）画像 頭の頂部から下へ向けて連続撮影し、動画化したもの 核磁気共鳴画像法（かくじききょうめいがぞうほう、, MRI）とは、核磁気共鳴（, NMR）現象を利用して生体内の内部の情報を画像にする方法である。磁気共鳴映像法とも。.

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核融合炉

QUEST（九州大学） QUESTへの電源供給施設 核融合炉（かくゆうごうろ）は、現在開発中の原子炉の一種で、原子核融合反応を利用したもの。21世紀後半における実用化が期待される未来技術の1つである。 重い原子たるウランやプルトニウムの原子核分裂反応を利用する核分裂炉に対して、軽い原子である水素やヘリウムによる核融合反応を利用してエネルギーを発生させる装置が核融合炉である。現在、日本を含む各国が協力して国際熱核融合実験炉ITERのフランスでの建設に向けて関連技術の開発が進められている。ITERのように、核融合技術研究の主流のトカマク型の反応炉が高温を利用したものであるので、特に熱核融合炉とも呼ばれることがある。太陽をはじめとする恒星が輝きを放っているのは、すべて核融合反応により発生する熱エネルギーによるものである。これは核融合炉が「地上の太陽」と呼ばれる由縁である。恒星の場合は自身の巨大な重力によって反応が維持されるが、地球上で核融合反応を発生させるためには、人工的に極めて高温か、あるいは極めて高圧の環境を作り出す必要がある。 核融合反応の過程で高速中性子をはじめ、さまざまな高エネルギー粒子の放射が発生するため、その影響を最小限に留める必要がある。そういった安全に反応を継続する技術、プラズマの安定的なコントロールの技術、超伝導電磁石の技術、遠隔操作保守技術、リチウムや重水素、三重水素を扱う技術、プラズマ加熱技術、これらを支えるコンピュータ・シミュレーション技術などが必要とされ開発が進められている。.

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