5 марта 2017 г.

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. Указатель физических эффектов и явлений Ю.В.Горина.

IV. ЭЛЕКТРИЧЕСТВО
IV-1. ЗАРЯДЫ И ПОЛЯ. СТАТИЧЕСКОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО. ТРИБОЭЛЕКТИЧЕСТВО.

В природе нам известно существование двух типов электрических зарядов: положительных и отрицательных. Взаимодействие этих зарядов количественно описывается законом Кулона.
Отметим три основных особенности электрических зарядов. Во-первых, все электрические заряды создают электрическое поле особую материальную среду, через которую осуществляется взаимодействие зарядов. Поле - среда материальная; оно обладает энергией и импульсом; зарядов без полей не существует. Во-вторых, электрические заряды всегда связаны с веществом, нам известно, что элементарные частицы вещества являются носителями элементарного электрического заряда. Таким образом, перенос зарядов невозможен без переноса вещества, хотя бы в виде электронов. В-третьих, полный электрический заряд изолированной системы является сохраняющейся величиной.
По теории электричества написано много отличных книг /И.Е.Тамм, «Основы теории электричества». Калашников С. «Электричество»/, в которых описываются конкретные характеристики зарядов и полей, а также взаимодействие электрического поля с веществом. Наложением электрического поля на вещества можно вызвать изменение свойств этих веществ, перестройку их молекулярной структуры, появление электростатических сил и т.д. Тема эта - необъятная, поэтому в полном соответствии с общеизвестным указанием Козьмы Пруткова перейдем к некоторым конкретным явлениям.
Заряженное тело в электрическом поле, вообще говоря, не имеет положения устойчивого равновесия /теорема Ирншоу/. Однако при наличии следящих автоматических систем, регулирующих электрическое поле, возможно осуществление левитации /свободного парения/ тел в пространстве. Пример - гироскопы с электростатической подвеской; ротор такого гироскопа может быть свободно подвешен в

вакууме, при полном отсутствии механического трения - правда, при наличии очень сложных регулирующих устройств.
Патент США 3566700: Устройство относится к инерционным, приборам, в частности, к гироскопам и акселерометрам, инерционные элементы которых подвешены в электрическом поле между электродами. Устройство представляет собой усовершенствованную систему подвески в электрическом поле, основанную на использовании цифровой техники.
Как уже отмечено выше, электрические заряда неразрывно связаны с веществом, движением электрических зарядов можно управлять с помощью электрических полей, следовательно, с помощью электрических зарядов можно управлять движением вещества.
A.c.240505: Способ нанесения покрытий на поверхности в электростатическом поле путем сообщения частицам диспергируемого материала электрических зарядов отличающийся тем, что с целью повышения прочности покрытия, частицам диспергируемого вещества попеременно сообщают равноименные заряды.
А.с.284077: Способ нанесения изоляционных покрытий в копировальных эмульсий на подвижную подложку в электростатическом поле, отличающийся тем, что, с целью получения равномерного по толщине слоя покрытия, распыляемые частицы сепарируют, направляя их посредством электростатических сил снизу, вверх, и факел распыления материалов пропускают через щель заряженного диэлектрического экрана.
Патент США № 3562509: Осаждение пыли на отражателе, открытом для окружающей атмосферы, предотвращается установкой отражателя на положительно заряженной металлической пластине. Поскольку частицы пыли большей частью заряжены положительно, такое устройство весьма эффективно предотвращает осаждение пыли на поверхности отражателя.

А.с.340624: Способ очистки воды, например морской, от примесей путем электродиализа, отличающийся тем, что, с целью полной очистки от примесей брома и брома, исходную воду предварительно подвергают последовательному воздействию статического и высокочастотного, например сверхвысокочастотного, электрических полей.
А.с.334464: Способ торкретирования огнеупорной футеровки металлургических агрегатов, включающий подачу в торкрет-горелку огнеупорной массы и транспортировку ее в факеле ремонтируемой поверхности, отличающийся тем, что с целью повышения стойкости торкрет-слоя, между соплом торкрет-горелки и ремонтируемой футеровкой создают постоянное электрическое поле.
А.с.187852: Способ нанесения диэлектрических пленок на основание, осуществляемый в вакууме, отличающийся тем, что, с целью повышения степени однородности пленок по толщине и химическому составу, подъем диэлектрика производят электрическим полем высокого напряжения, а испарение диэлектрика тепловым ударом в зоне высоких температур.
Электрическое поле применяется в способе электростатической окраски; недавно разработан более совершенный способ электрогазодинамической окраски, суть которого состоит в продувании струи воздуха, захватывающей краску, которая при выходе из сопла заряжается до потенциала 6 киловольт. Частицы достигают окрашиваемой поверхности и отдают ей свой заряд. Заряженные частицы проникают во все углубления /куда не проникают линии электростатического поля/ кроме того, частицы преимущественно разряжаются на неокрашенных еще участках, т.е. сами обеспечивают равномерное покрытие краской.
Авторское свидетельство № 340998: Способ управления чувствительностью фотоматериалов воздействием на материал во время экспонирования электрическим полем, отличающийся тем, что, с целью обратимого изменения чувствительности на любой заданный промежуток времени, применяют высокочастотное электрическое поле.
В Швейцарии изобретена бесшумная и скоростная пишущая машинка - именно пишущая - она выводит знаки с помощью струйки чернил. Капельки чернил, заряженные в поле высокого напряжения, направляются

в нужное место системой отклоняющих пластин. Преимущества велики - машинка может писать огромное количество весьма разнообразных знаков, что особенно ценно для ЭВМ /выход и вход/.
В Японии разработан новый способ печати на пластмассах - подача через трафарет отрицательно заряженного цветного порошка, который перед закреплением тем или иным способом удерживается положительно заряженной подложкой.
Известное еще в древности явление отталкивания одноименных зарядов применено, согласно a.c. № 208319, для контроля качества жгута из синтетических волокон.
Патент ФРГ 1230147: Предложен способ получения сфокусированного пучка электрически заряженной газообразной материи в вакуумной камере, основанный на формировании пучка из конденсированной материи, с последующим испарением и конденсацией частичек материи этого пупса.
Способ отличается тем, что используемый для формирования упомянутого пучка токопроводящий материал в порошкообразном виде вводят в соприкосновение с двумя электродами, создающими постоянное по величине электростатическое поле. Заряженные таким образом частички порошка ускоряются в постоянном электростатическом поле и фокусируются, образуя пучок. Частички пучка подвергаются воздействию электромагнитного излучения.
Патент США 3575504: Безмасочная аппаратура для нанесения покрытий регулирует осаждение электрически нейтрального наносимого раствора на изоляционную подложку с помощью электростатического поля. Для этого в аппаратуре имеется фотопроводящая матрица, которая обладает необходимыми свойствами для воспроизводства электростатического аналога видимого изображения.
Одним из видов статического электричества является трибоэлектричество, т.е. заряды, возникающие при трении /см. напр., Лёб Л. «Статическая электризация», М.-Л, 1963г. Появление этих зарядов связано в основном с контактными явлениями, в частности наличием контактной разности потенциалов. Трибозаряды могут появляться также при разрыве двойных электрических слоёв, образующихся на поверхности раздела.
Для трибоэлектричества известен ряд закономерностей, большинство из которых установлено чисто эмпирическим путем и не имеют надежного теоретического обоснования. Так, при трении металла и диэлектрика металл заряжается отрицательным зарядом, при трении двух диэлектриков положительно заряжается тот, у которого больше диэлектрическая проницаемость. Мраморная пыль при трении о мрамор заряжается отрицательным зарядом, при разбрызгивании жидкостей возможно появление на каплях разноименных зарядов.
По знаку трибозаряда различные материалы располагаются в трибоэлектрические ряды /ряд Фарадея, ряд Гезехуза/. Например, ряд Фарадея /от плюса к минусу/: мех, фланель, слоновая кость, перья, горный хрусталь, флинтглас, бумажная ткань, шелк, дерево, металлы, сера.
Методов борьбы с трибоэлектричеством в основном два: подбор пар и отвод возникающих зарядов /или их нейтрализация/. В ряде случаев трибоэлектричество имеет весьма полезные применения, например, при получении высоких потенциалов с помощью электростатических генераторов.
А.с 224151:Способ испытания органических жидкостей на электризацию, например нефтепродуктов, путем создания в них трением электростатического потенциала, отличающийся тем, что с целью одновременного определения скорости образования и скорости утечки возникающих зарядов, образование зарядов производят путем вращения твердого тела, помещенного в исследуемую жидкость.

IV-2. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ РАЗРЯДЫ В ГАЗАХ.
В обычных условиях любой газ, будь то воздух или пары серебра, является изолятором, поскольку в газе нет свободных электрических зарядов. Для того, чтобы под действием электрического поля возник ток в газе, требуется каким-то способом ионизовать молекулы газа. В соответствии со способом ионизации электрические разряда подразделяются на самостоятельные и несамостоятельные. Если электрические заряды создаются в газовом промежутке только с помощью какого-либо внешнего ионизатора, то разряд носит несамостоятельный характер. Ионизация молекул газа может происходить либо за счет их столкновений с быстрыми электронами, вводимыми в промежуток извне /ионизация электронным ударом/, либо за счет высокой температуры /термоионизация, нагрев пламени/, либо за счет действия каких-нибудь излучений /ультрафиолет, рентгеновские лучи, некоторые компоненты космических лучей/. Возникающие при этом ионы движутся спокойно к электродам; так в газе поддерживается, пока действует внешний ионизатор.
Если увеличить напряженность поля до такой величины, что свободные заряды /электроны/под действием поля будут набирать энергию, достаточную для ионизации молекул газа, то создаются условия для возникновения электронных лавин, своего рода ценной реакции размножения электронов. Если в результате процессов, сопровождающих эти лавины, в газе будут создаваться новые электроны, число которых достаточно для восполнения убыли электронов, уходящих на анод, то в газе возникает самостоятельный разряд. Этот разряд поддерживает сам себя; для его поддержания ужа не требуется действия внешнего ионизатора. При низких давлениях газа /тлеющий разряд/воспроизводство электронов осуществляется за счет их выбивания из катода положительными ионами, в разрядах высокого давления электроны возникают за счет фотоионизации в объеме газа или за счет фотоэффекта на катоде. Явления возникновения и развития газового разряда весьма чувствительны ж внешним условиям: давлению, виду и состоянию газа, геометрической конфигурации и материалу электродов, частоте приложенного напряжения,

параметрами электрической цели. Такое многообразие управляемых факторов создает предпосылка для весьма широкого применения газовых разрядов, используемых обычно либо как источники зарядов /коронный разряд, разряд о полным катодом/, либо как источники электромагнитного, в том числе и светового, излучения /искра, дуга, тлеющий и скользящий разряды/, либо как источники весьма высоких температур /дуга, импульсный разряд конденсатора/. Газовые разряды в последнее время находят все большее применение для осуществления ряда химических реакций / синтез азота, синтез гидразина, разложение углеводородов/, а также для осуществления термоядерных реакций.
Электрические разряды - весьма мощное средство решения самых разнообразных изобретательских задач. О широте их применения говорит следующий, далеко не полный, перечень устройств и способов кварка, источники дневного света, газотроны, тиратроны, ртутные выпрямители, ионизационные камеры, счетчики заряженных частиц, пересчетные схемы,1йГД-гвнера торы, плазменные и ионные двигатели /электрореактивные ракеты/, электрофильтры, течеискатели, озонаторы, газоразрядные микрометры, электрофотография, электропрядение.
Несколько примеров.
А.о.249786: Способ электростатической записи информации, основанный на создании потенциального барьера, отличающийся тем, что в целью повышения качества изображения, поток электронов и ионов, созданный искровым разрядом в момент записи, пропускают через движущейся фокусирующее устройство и осаждают на носитель.
Обычно для целей электрофотографии, ксерографии используется коронный разряд. Например, патент США 3557367: Описаны способ и устройство для увеличения эффективности коронного разряда фотопроводящей пластины. Патентуемый способ заключается в уменьшении электромагнитного излучения, поглощаемого фотопроводящей пластиной, при помощи оптической маски, располагаемой между проволокой, создающей коронный разряд, и фотопроводящей пластиной. В одном варианте изобретения ионы, образованные в результате коронного разряда, направляются к фотопроводящей пластине посредством комбинации электростатического отклонения ионов и газового потока, который переносит ионы вокруг оптической маски, или только при помощи использования этого газового потока. В другом варианте изобретения эффективность коронного разряда увеличиваема при помощи заряда промежуточного изоляционного материала, например изоляционных бусин или изоляционного ремня, который затем может контактировать с фотопроводником, содержащимся в темноте, или другим материалом, который должен быть заряжен.
Вообще, коронный разряд в силу своего относительного «спокойствия» и устойчивости при атмосферном давлении находит весьма разнообразные применения. Так, например, характеристики коронного раз¬ряда очень тесно связано с параметрами коронирующего элемента; на этом принципе основано применение коронного разряда для изме¬рения диаметров микропроволоок /см. например, Гринман И.Г., Бахтаев Ш.А. «Газоразрядные микрометры», Алма-Ата, 1967г. а также а.с. №№148527,163363, заявку ФИАН Азерб. ССР от 22.05.72/.
Очень перспективно применение коронного разряда в качестве стабилизатора напряжения /см. «Приборы для научных исследований», 1964 г., №2/, в качестве счетчиков частиц /счетчики Гейгера, коронные счетчики медленных нейтронов/. Коронный разряд – основа работы электрофильтров.
А.с.187732: Электрофильтр непрерывной очистки газов, состоящий из осадительных и коронирующих электродов, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки газов, осадительный электрод выполнен в виде двух параллельно расположенных решеток из диэлектрического материала, пространство между которыми заполнено положительно заряженными металлическими шариками.
Подробнее о коронном разряде см. Капцов Н.А. «Коронный разряд и его применение в электрофильтрах», М.-Л., 1947г., Левитов В.И. «Корона переменного тока», М.Энергия, 1969г.
А.е.235370: Способ определения количества металла в растворах электролитическим осаждением с применением камеры, заполненной исследуемым раствором и снабженной коаксиально расположенными электродами, отличающийся тем, что, с целью упрощения измерения, создают коронный разряд, и по силе тока до и после осаждения судят о содержании металла в растворе.
А.с. 234527: Способ обезгаживания электродов и арматуры электронных и ионных приборов с помощью плазмы тлеющего разряда во время откачки прибора, отличающийся тем, что, с целью снижения времени обезгаживания и повышения качества очистки внутренней поверхности стеклянной оболочки прибора, после напуска инертного газа до давления несколько тор производят обработку плазмой тлеющего разряда при непрерывном снижении давления до величины, при которой прекращается горение разряда.
А.с.178635: Устройство для металлизации в вакууме, содержащее вакуумные камеры, внутри которых расположены барабаны с кассетами и испарители, вакуумные затворы, коллектор, ловушку, заполненную маслопоглощающим сорбентом и систему для создания вакуума, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и сокращения рабочего цикла, испарители служат одновременно электродами тлеющего разряда и весь объем корпуса коллектора заполнен маслопоглощающим сорбентом.
А.с. 226729: Способ выпрямления переменного тока с помощью газоразрядного промежутка с полым холодным катодом при низком давлении газа, соответствующим области левой ветви кривой Пашена, отличающийся тем, что, с целью увеличения выпрямленного тока в уменьшения падения напряжения в течение проводящей части периода, при положительном потенциале на аноде систему «анод-полный катод» переводят в режим дугового разряда.
Патент США № 3553434: «В устройстве, предназначенном для считывания информации с перфорированного носителя, используются лампы тлеющего разряд, имеющие невысокую стоимость и, кроме того, обладающие достаточно высокой надежностью. В каждом канале или ходовой позиции устройства имеется лампа тлеющего разряда. Освещение этих ламп через перфорации носителя информации источником пульсирующего света вызывает зажигание некоторых ламп тлеющего разряда продолжающееся и после исчезновения светового импульса от источника пульсирующего свата. Таким образом, лампы тлеющего разряда обеспечивают хранение информации и не требуют дополнительного запоминающего устройства.
А.с. 272663: Способ определения размеров макрочастиц с подачей их на заряженную поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, определяют интенсивность световой вспышки, сопровождающей электрической пробой между заряженной поверхностью и приближающейся к ней частицей, и по интенсивности судят о размере частиц.
Электрические конденсаторы могут накапливать значительную энергию и отдавать в очень малые промежутки времени. Таким образом, мощность, развиваемая при импульсном разряде конденсатора, может достигать огромных значений /девятки мегаватт/. С помощью импульсного разряда конденсатора в заданном участке пространства можно сконцентрировать колоссальную энергию, хотя и на очень короткое время.
Импульсы тока, получаемые от конденсаторных батарей, используются при проведении исследований по ядерной физике, в том числе при изучении термоядерных реакций, для создания мощных магнитных полей.
Энергия, занесенная в конденсаторе, может быть преобразована в рентгеновские вспышки. Использование этих вспышек позволило осуществить рентгенографию массивных быстродвижущихся объектов.
Из множества технических приложений импульсного конденсаторного разряда укажем следующие:
-импульсная сварка металлов, в том числе точечная сварка.
-получение мощных звуковых импульсов /эхолоты, ультразвуковые аппараты для слепых, для обеспечения безопасности движения/.
-электрогидравлический удар
-обработка звуковыми импульсами семенного материала
-получение мощных одиночных и периодических вспышек света, используемых для самых различных целей, как например, фотовспышки, определение высоты облаков, стробоскопическая фотография.

IV-3. ДВИЖЕНИЕ ЗАРЯДОВ В ВАКУУМЕ

При физическом вакууме движению зарядов не оказывается никакого сопротивления. Заряды /в виде ионов, электронов, заряженных частиц/ проходят весь путь от одного электрода до другого, почти не испытывая столкновений, вследствие чего этим движением легко управлять с помощью электрических или магнитных полей /электронные лампы, электронно-лучевые трубки всех видов, различные масс-спектрометры/. Электростатические или магнитные линзы способны фокусировать потоки заряженных частиц в очень узкие пучки, что составляет основу технологических применений электронных пучков. Громадной электростатической и магнитной линзой является Земля - для потоков корпускулярного солнечного излучения.
С помощью полей в сосуде небольших размеров заряды можно заставить двигаться по траекториям, длина которых во много раз превышает размеры сосуда /магнитные вакууметры/. Из-за большой чувствительности пучков зарядов к полям вакуумные приборы незаменимы как различного рода измерители /электронная лампа как магнитометр, радиолокационные трубки, осциллограф, ионизационные манометры и др./.
Из-за отсутствия столкновений заряды в вакууме под действием полей могут набрать весьма большую энергию, что используется в ряде физических и технических установок /рентгеновские установки, ускорители, установки для плавки под вакуумом/.
Отметим, что вакуум явления почти идеальной электро- и теплоизолирующей средой. При этом проскакивание отдельных зарядов через промежуток, приводящее, как правило, к необратимому выходу из строя твердой, жидкой, очень часто и газовой изоляции, в случае вакуумной изоляции совершенно не опасно. Соответствующим подбором электродов и способа откачки электрическая прочность вакуума можно довести сотни киловольт на миллиметр, т.е. значительно больше, чем у твердых диэлектриков. См. Сливков И.Н."Электроизоляция и разряд в вакууме», М.,Атомиздет,1972г.

Патент США 3575656: Способ и реализующее этот способ устройство обеспечивают контроль давления в вакуумных выключателях, в которых отсутствуют электрическое соединение с металлическим экраном, находящимся внутри выключателя. Создаваемые внутри вакуумного выключателя поперечное электростатическое и поперечное электромагнитное поля вызывают движение блуждающих электронов, имеющихся во внутреннем пространстве вакуумного выключателя, по циклоидным или эллиптическим траекториям. Извилистые траектории, которые приобретают электроны, в значительной степени увеличивают вероятность ионизирующих столкновений. Измерение давления осуществляется путем намерения числа положительных ионов, собираемых электродом, находящимся под отрицательным потенциалом, и сравнения результатов измерений с калибровочным графиком, на котором представлена зависимость силы тока от давления. Измерение могут быть выполнены путем измерения времени, требуемого для заряда конденсатора, скорость заряда которого определяется сопротивлением вакуумного выключателя, которые и является неизвестной величиной, подлежащей измерению.

IV-4. ВЛИЯНИЕ СРЕДЫ И СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА НА ПРОХОЖДЕНИЕ
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА.
Электрический ток проводимости есть упорядоченное движение электрических зарядов вод действием электрического поля. Таким образом, существование и величина тока определяется наличием свободных зарядов /носителей тока/и электрического поля.
Повышение температуры металлических проводников приводят к уменьшению тока через них из-за возрастания электрического сопротивления. При нагревании увеличиваема интенсивность колебательного движения ионов кристаллической решетки, что и приводит к увеличению числа столкновений электронов проводимости с этими ионами.
В электролитах повышение температуры приводит к уменьшению сопротивления, повышение температуры ведет также к уменьшению сопротивления диэлектриков и полупроводников из-за увеличения числа свободных носителей тока.
Повышение влажности воздуха ведет обычно к увеличению тока по поверхности диэлектриков ввиду того, что соли, всегда имеющиеся на поверхности, диссоциируют в конденсирующейся влаге, что и приводит к увеличению поверхностной проводимости. Поэтому меняются режимы работы электрической изоляция при воздействии загрязненной и влажной атмосферы. Это же явление может быть использовано для определения влажности или влагопоглощения диэлектриков.
Полупроводники и диэлектрики, как правило, уменьшает свое сопротивление под действием радиации, способствующей появлению свободных зарядов. Проводимость многих веществ может сильно изменяться также при фазовых переходах первого и второго рода /конденсации изменении кристаллической структуры, наклепе и т.д./.
Примеры. А.с. 261944: Способ определения качества письма, наносимого пишущим инструментом, отличающийся тем, что, с целью получения объективной характеристики пишущего инструмента, качество письма определяют путем замера электрического сопротивления линии, наносимой пишущим инструментом.
А.с. 333103: Способ предотвращения застревания высоковлажного сыпучего материала, например бурого угля, в бункерах или течках увлажнением их стенок, отличающийся тем, что с целью упрощения эксплуатации, через материал, находящийся в бункере, пропускают постоянный электрический ток.
Разработан способ регулирования цветовых характеристик стекол с помощью ионного обмена. Нагретая лента стекла плавает на расплавленном олове; сверху подается металл, предназначенный для изменения свойств стекла. Под действием регулируемого электрического поля ионы металла проникают в стекло на различную глубину. Электропроводность стекла при высокой температуре позволяет обойтись без применения полей высокого напряжения. Внедрение ионов можно регулировать как величиной поля, так и температурой поверхностного слоя, регулируя тем самим его электропроводность. Таким способом можно создавать стекла с наперед заданными коэффициентами пропускания тепловых и солнечных лучей.

IV. СВЕРХПРОВОДИМОСТЬ.ЭФФЕКТ МЕЙСНЕРА. ЭФФЕКТ ДЖОЗЕФСОНА

В общем случае явление сверхпроводимости означает потерю материалом электрического сопротивления. Сверхпроводимость - коллективный квантовый эффект. Для ее возникновения требуются очень низкие температуры; для каждого вещества существует своя критическая температура перехода в сверхпроводящее состояние. Самое «высокотемпературное» вещество /сплав ниобия с германием и алюминием/ имеет критическую температуру Тк=20°К; однако надежды на создание сплавов с более высокой критической температурой не потеряны.
Основные методы обнаружения сверхпроводимости и фиксации критической температуры - падение до нуля разности потенциалов на сверхпроводнике, включенном в цепь, или же возникновение незатухающего тока в сверхпроводящем кольце. Сверхпроводящее состояние при температурах, меньших критической, может быть разрушено магнитным полем, внешним или собственным /т.е. созданным током в сверхпроводнике/. Каждой температуре соответствует вполне определенное критическое значение магнитного поля.
Если магнитное поле меньше критического, то оно не проникает внутрь сверхпроводника, затрагивая лишь тонкий поверхностный слой. Если проводник переходит /при снижении температуры/ в сверхпроводящее состояние в магнитном поле, то магнитное поле выталкивается из проводника из-за появления в поверхностном слое круговых незатухающих токов /эффект Мейснера/. Отметим, что переход в сверхпроводящее состояние /в отсутствие магнитного поля/ обычно не наменяет механических и оптических свойств металла в присутствии магнитного поля может иметь место изменение характера магнитооптических явлений. /См. раздел «Магнитооптические явления»/.
Одним из интереснейших эффектов, связанных со сверхпроводимостью, является эффект Джозефсона /1962г/.
Если разрезать сверхпроводник поперек и уменьшить щель до нескольких ангстрем /I0=10-8 см/, то через эту щель будет протекать постоянный ток, хотя падение напряжения на всем сверхпроводнике равно нулю. Существование такого тока обусловлено так называемым «туннельным эффектом» носителей тока в сверхпроводнике. При некоторых условиях при протекании «сверхпроводящего» тока через щель разность потенциалов становится отличной от нуля, но при этом ток начинает осциллировать с весьма большой частотой; из общих законов электродинамики следует, что при этом должно возникнуть электромагнитное излучение, что и наблюдалось в действительности. Соединения Джозефсона очень перспективны, так как являются простыми и довольно дешевыми источниками когерентного монохроматического излучения миллиметрового диапазона.
Несмотря на жесткие температурные ограничения, явление сверхпроводимости широко используется - в технике, особенно в технике физических экспериментов, /сверхмощные магниты, криотроны, сверхпроводящие гироскопы/. Ведутся исследования по созданию сверхпроводящих линий электропередачи. См. Кресин В.З. «Сверхпроводимость и сверхтекучесть», М., 1968г.
Пример. Патент США 3554034: Сверхпроводящая сфера поддерживается на весу с помощью обмотки с током. Отклонения сферы от положения равновесия, изменениями в силе тяжести, определяются оптически. При появлении сигнала на выходе детектора в другой обмотке, окружающей сферу, появляется ток. Этот ток возбуждает магнитное поле, которое создает силу, возвращающую сферу в положение равновесия. Определение изменений силы тяжести осуществляется путем изменения величины указанного тока./См. раздел: «Вихревые токи», - само явление «выталкивания» обусловлено возникновением вихревых токов/.

А.с. 240844: Устройство для получения сверхсильных магнитных полей, представляющее собой охлажденный соленоид из несверхпроводящего материала, отличается тем, что, с целью повышения напряженности магнитного поля, снижение себестоимости и потребления электроэнергии, снаружи соленоида расположен в криостате с рабочим объемом вне криостата сверхпроводящей соленоид.
А.с. 286859: Сверхпроводящий магнитометр, содержащий сверхпроводниковый усилитель и входную сверхпроводящую катушку, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений напряженности магнитного поля в сторону сильных магнитных полей, сверхпроводниковый усилитель расположен в дополнительной сверхпроводящей катушке и помещен внутри замкнутого сверхпроводящего экрана.
Патент США 3626391: Запоминающая матрица выполнена на запоминающих элементах, содержащих туннельные вентили /вентили туннельных криотронов/ с использованием тока Джозефсона. Каждый запоминающий элемент состоит из двух устройств на основе эффекта Джозефсона, каждое из которых находится в отдельной ветви элемента. Предусмотрены также возбуждающие дешифраторы, использующие устройства на основе эффекта Джозефсона, для коммутации тока по различным шинам матрицы, связанные с запоминающими элементами. Направление тока, протекающего и запоминающем элементе, определяет его двоичное состояние.