[kiwaho]

副標題：常溫超導體還在絞盡腦汁搞？替代捷徑可無關溫度

（因這裡的編輯器排版功能欠佳，數學公式無法准確表達，建議看科學網鏈接blog.sciencenet.cn/blo...62448.html）

首先聲明我不是材料問題專家，我的超導捷徑也不用特種化合物，而是替代方案。

超導的目的是以零電阻，或零壓降傳導超大電流，最終獲得超強感應磁場，以滿足各方面應用，如：高能粒子加速器、磁懸浮、等等。

傳統方案就是拼材料配方，普通金屬雖可實現超導，但需要冷卻到稍高於宇宙極限低溫（-273℃）的環境，這麼苛刻的要求，顯然無法經濟地滿足。

於是全球的材料學家，紛紛研究如何搭配天底下的可用元素，尋找實現常溫下就能超導的終極“仙丹”。找啊找，實在找不到，能提高一度算一度，總算得一配方：釔鋇銅氧，達到液氮低溫（-196℃）可支撐的環境。

就算達到液氮溫度也沒啥大不了，實際應用中，要長時間維持這麼低溫的環境，耗能代價不菲，且超低溫制冷機組，體積龐大，造價昂貴！

理想的常溫超導，應是無源器件。但實際可用的超導器件都變成了有源的，即離不開外部大量能源供應，以營造並保持低溫環境。

看似：山窮水盡疑無路，我忽然發現：柳暗花明又一村！

既然現有超導技術，本質上還是有源的，為何不另覓捷徑，抄近路多快好省地實現，與溫度無關的替代技術方案呢？雖然仍是有源的，但其能耗和維持液氮環境相比，若是一個零頭都不到，那就算很完美了。

我的“歪”主意是這樣的：反正就圖個超大電流和零壓降，我給你要的這些不就得了。只不過我的超大電流，是器件宏觀運動引起的“虛電流”，不像實際低溫超導器件，靜置在低溫環境中那樣，內部電荷以庫珀對方式流動；而零壓降，則兩者並無本質不同。

千萬別小瞧了我的“歪超導”。虛電流一點不輸給實電流，她照樣產生磁場。不但不服輸，而且要遠勝，她輕松地就能產生更大電流。實電流還有飽和的弊端，而虛電流則高枕無憂，只要運動速度上得去，她就使勁地線性增長！

不服？那就來算帳並PK一番。

電流的標准定義：單位時間內流過任何一處橫斷面的電荷量。安培1A = 1庫侖/秒。

先試算半徑1mm的銅線中承載1A電流時，內部電荷流動速度。

銅的比重8.94，1mol（摩爾）質量64g，換算出140685mol/m3，Avogadro常數表明1mol含有6.02*1023個原子，所以1m3的銅材的總原子數約8.5*1028個。

銅原子的外層電子配置為4s13d10，容易失去的4s軌道未配對電子，正是所謂的自由電子，而1個電子的得失就對應1個電荷。

標准電荷值為1.6*10-19庫侖，因而1m3的銅材的潛在總流動電荷量數約8.5*1028*1.6*10-19 = 1.36*1010庫侖，再反推出1庫侖的電荷占用體積7.45*10-11 m3。

由已知半徑，便可算出銅線的截面積 = π * 0.0012 = 3.14*10-6 m2。

1A電流對應的電荷流量為1庫侖/s，根據單位電荷的體積占用，最後得到電荷的流速 = 7.45*10-11 / 3.14*10-6 = 2.3*10-5 m/s = 23μm/s。

驚呆了吧？原來電荷在導體內竟然流動得這麼慢，對應的流速比毛毛蟲還磨蹭。這還是按1毫米半徑的細線算的，線要再粗些，電荷流速就更慢了。

根據日常使用電源插線板的經驗，這樣的細銅線，若通以10A以上的電流，慢慢就要微燙了，再翻倍，就可聞到膠皮燒煳的味了，而此時電荷流速還不到1mm/s。

現代能跑會轉的東西，哪個動起來不是風馳電掣，甚至超音速>340m/s。電荷若是傍上這樣的“大款”或“快款”，不也能“飛黃騰達”，立馬產生超級大電流？！一下子讓普通導線，甚至超導導體相形見拙。

你可將一個中性的銅盤子轉得飛快，可惜白搭了，不會產生電流。但若先讓它帶上電荷再去旋轉，環形電流效應立即顯現！只不過電荷是躺在盤子上不動的“乘客”。

想象有一張看不見的過盤心、且垂直於盤面的橫斷面，靜止於盤子的上一級慣性參考系，如地面，那麼，電荷難道不就在這個橫斷面內高速穿行？巨大的虛擬電流正是這樣產生的，同時零壓降，或者說，這裡根本就沒有電阻電壓的概念，因為電荷在盤面上壓根就沒動。

旋轉盤子需要一定能源供應，所以這樣的超導替代系統是有源的。但是，只要這個帶電盤子與外部作用的合力為零或可忽略不計，則維持高速旋轉就不需要多大的能耗，與正規超導系統內的強制冷壓縮機那樣的“耗電老虎”比起來，優勢突顯！

剩下的問題，就是如何讓轉盤帶上盡可能多的電荷。

理論上非常容易：把盤子做成平板電容的電極板之一，接上高壓直流電源充飽電即可，至於當正極還是負極用，無所謂，根據需要或者方便性決定。

工程上就不見得容易了，除非追求高電流的野心不大：要想虛電流大，必須電荷盡量多，單位面積植入的電荷越多越好，最好每個原子都能得或失一個電子。

現在的超級電容，容量最少都是法拉級別的，玩音響的發燒友稱之為“大水牛”。其極板上能有1%的原子發生電子得失就相當不錯了，或者說，極限密度大約每平方納米產生10個標准電荷。

要想電容極板電荷密度高，體系的電容必須很大，極板間距必然很小，防止動靜極板間刮蹭短路，需要非常高精度的機械加工，難度可想而知。

正負極板同向同步旋轉不就沒上述問題？錯也！雖然虛電流照樣產生，但兩極板虛電流方向相反，感應出來的磁場相互抵消。別忘了：搞超導體的極終目的就是追求超強磁場而已。

小結：實電流是靜止導體參考系內的電荷流動，而虛電流剛好相反，這時候導體在運動，而電荷在導體參考系內靜止，但搭了母體的高速“便車”。

來來來，我要“上菜”，請大家“品嘗”我的另類超導系統。性能完全跟溫度無關，只要材料不熔化，哪怕不幸遇上500℃以上的高溫，還能正常發揮功能。

下圖摘自我專利申請文件中的一幅：



為了產生盡可能大的虛電流和強磁場，我采用了“光盤盒”式多碟正負電極相間結構。

全部定子電極板與基座，在電路上一體化，接入電源正極；所有動碟片轉子通過導體同心軸，實現電路上一體化，並架在低摩擦軸承上，再通過滑環導體，接入電源負極。

充飽電後，讓電機驅動負極動碟高速轉起來，高仿超導系統就可產生強大磁場了，輕松可整出幾十甚至上百特斯拉的強場。

受力分析：

中間任何一張碟片的電荷符號與兩側碟片相反，所以庫侖吸引力相互抵消；而最外邊的兩張碟片因無法抵消，會產生一定應力，因而構成驅動電機的負擔。但如果合理設計，把這兩張外露碟片作為定子的一部分，固定到基座上，就可為電機減負。

所以說，我這個有源超導替代系統，無須大量外部能源維持。基本上，只需啟動時一次輸入足夠能量，建立高速慣性旋轉平衡，之後補充少量摩擦損失就行。

只要層疊的碟片數量足夠多，就能攢出很大的電荷量，配合極高的轉速，就能產生猛烈的大電流，甚至達到常規超導材料，難以望我項背的程度！

不妨試算看看產生Alfven電流即17kA如此大電流，如何用我的系統實現。

碟的數量，以及半徑都不是問題，我關心的是電機轉速“瓶頸”。

假設1000片動碟，半徑10cm，間距盡量小。

充電高壓產生的電荷極板密度1e/nm2，e為標准電荷量。也就是：1.6*10-19/(10-9)2 = 0.16C/m2，C是庫侖單位的符號。

極板總面積= 1000*π*0.12 = 31.4m2，因而總電荷 = 31.4*0.16 = 5C。

由電流定義，推算出碟片轉過1圈的時間：5C/17000A = 0.00029s，折算成易懂的轉速= 60/0.00029 = 206880rpm，rpm = 每分鍾轉的圈數。

以現有高速電機技術，配合增速系統，達到每分鍾20萬轉還不算難事。低檔離心機的轉速也至少萬轉/分鍾。

好了，我是來拋磚引玉的。更詳細的技術分析，以及設計上的多變性、細項設計圖，我已經寫成英語論文，放到了預印本服務器上，有更高追求的朋友，可以點擊下列鏈接下載閱讀：

Room Temperature Alternative Superconductor System Based on Classic Dielectrodynamics vixra.org/pdf/1704.0385v2.pdf

附注：

我無意打擊搞材料學研究的積極性，如能最終搞出常溫超導材料，意義比我的“近似解”大得多，畢竟我這是有源超導，只有常溫超導材料，才是真正的無源超導。所以說，革命尚未成功，同志尚需努力！

從理論模型角度看，這是我去年奠基的介電動力學（Dielectrodynamics）的續集，第一集的模型是將電容器的介質作為變量，本續集是將電容極板原地旋轉。

我的這一創新另類方案，是在探索清潔核能技術的過程中提出來的，結合熱中微子聚焦催化作用，一套綠色無公害的核反應堆，有望在不遠將來呼之欲出！

轉載本文請聯系原作者獲取授權，同時請注明本文來自魏焱明科學網博客。
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[本那比經略]

頂這種一本正經來搞笑的精神。。。lol

[部落巨人]

@shuqu

正宗的民科幫你找到了 lol

[pluto]

超導是為了長距離輸電的，你的如何輸電？

[shuqu]

部落巨人 寫道:

@shuqu 正宗的民科幫你找到了 lol

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[kiwaho]

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[rainfly]

奶桶哥？

[kiwaho]

shuqu 寫道:

部落巨人 寫道: @shuqu 正宗的民科幫你找到了 lol 惟有落荒而逃

跑啥跑，又不是遇到老虎了。

[kiwaho]

rainfly 寫道:

奶桶哥？

動了您的奶酪？

[rainfly]

kiwaho 寫道:

動了您的奶酪？

沒
您涉獵挺廣的