Supraleitungsbahn

Kurzbeschreibung

Supraleiter sind Materialien, deren elektrischer Widerstand beim Unterschreiten der sogenannten Sprungtemperatur auf Null abfällt.
Ein Sinterstück aus einem Metalloxydgemisch (Barium-Ytrium-Kupferoxyd), entdeckt im September 1986, zeigt Supraleitung bereits bei etwa 92 K. Im supraleitenden Zustand eines Materials werden Magnetfelder verdrängt. Das Innere des Materials bleibt bzw. wird also feldfrei. Dies wird als Meißner-Ochsenfeld-Effekt bezeichnet.
Die Gleise unserer Supraleitungsbahn bestehen aus einem Eisenkern mit zwei aufgeklebten, gleichgepolten Neodymmagneten. Das gekühlte Materialstück aus YBaCuO (YBa₂Cu₃O₇)wird mit einem Kyrostaten aus Teflon in den Plastikkörper einer Modelleisenbahn eingebracht und auf eine ovale Ringbahn von etwa 1 Meter Länge und 50 cm Breite aus Permanentmagneten aufgesetzt. Eigentlich sollte die Position des Supraleiters im warmen Zusstand festgelegt und dann eingefroren werden. Aufgrund des Aufbaus ist dies leider nicht möglich, so dass wir den Supraleiter in kaltem Zustand unter Kraftanwendung in seine Position bringen. Durch Induktion wird ein verlustfreier Kreisstrom erzeugt, der seiner Ursache entgegen wirkt (Lenz'sche Regel) und der Supraleiter schwebt auf den Permanentmagneten. Das folgende Bild soll die entstehenden Kreisströme verdeutlichen



Aufgrund der Ausrichtung der Magneten wird also ein seitliches Ausweichen des Supraleiters verhindert, da hier eine änderung vom Verhältnis Supraleiter zu Magnetfeld gegeben wäre. Da in Längsrichtung die Magneten aber alle gleich gepolt sind ist eine Bewegung durchaus möglich, da hier dieses Verhältnis gleich bleibt.

Betriebsanweisungen: Magnete

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