Идеальный дирижер

В электростатике идеальный проводник представляет собой идеализированную модель реальных проводящих материалов. Определяющим свойством идеального проводника является то, что статическое электрическое поле и плотность заряда исчезают внутри него. Если проводник имеет избыточный заряд, он накапливается в виде бесконечно тонкого слоя поверхностного заряда . Внешнее электрическое поле экранируется изнутри материала за счет перестройки поверхностного заряда.

Альтернативно, идеальный проводник — это идеализированный материал, демонстрирующий бесконечную электропроводность или, что то же самое, нулевое удельное сопротивление ( ср. идеальный диэлектрик ). Хотя идеальных электрических проводников в природе не существует, эта концепция является полезной моделью, когда электрическое сопротивление незначительно по сравнению с другими эффектами. Одним из примеров является идеальная магнитогидродинамика , исследование идеально проводящих жидкостей. Другим примером являются электрические схемы , в которых неявно предполагается, что провода, соединяющие компоненты, не имеют сопротивления. Еще один пример — вычислительная электромагнетика , где идеальный проводник можно смоделировать быстрее, поскольку частями уравнений, учитывающими конечную проводимость, можно пренебречь.

Свойства идеальных проводников

Идеальные проводники:

• иметь ровно нулевое электрическое сопротивление – постоянный ток внутри идеального проводника будет течь, не теряя энергии на сопротивление. Сопротивление — это то, что вызывает нагрев проводников, поэтому идеальный проводник не будет выделять тепла. Поскольку энергия не теряется на тепло, ток не рассеивается; он будет течь бесконечно внутри идеального проводника, пока не исчезнет разность потенциалов.
• требуют постоянного магнитного потока – магнитный поток внутри идеального проводника должен быть постоянным во времени. Любое внешнее поле, приложенное к идеальному проводнику, не окажет влияния на конфигурацию его внутреннего поля.

Отличие идеального проводника от сверхпроводника

Сверхпроводники , помимо отсутствия электрического сопротивления, демонстрируют квантовые эффекты, такие как эффект Мейснера и квантование магнитного потока .

В идеальных проводниках внутреннее магнитное поле должно оставаться постоянным, но может иметь нулевое или ненулевое значение. В реальных сверхпроводниках весь магнитный поток вытесняется во время фазового перехода в сверхпроводимость ( эффект Мейсснера ), и магнитное поле всегда равно нулю в объеме сверхпроводника.

См. также

• Постоянный ток