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Quantenphysik praktisch

Supraleitung und Modelleisenbahn

Die supraleitende Magnetschwebebahn des Instituts für Festkörper- und Werkstoffforschung in Dresden ist mehr als eine Modelleisenbahn. Sie zeigt, dass die in einem Supraleiter entwickelten magnetischen Kräfte einen Körper nicht nur zum Schweben bringen können, sondern gleichzeitig eine berührungslose Führung entlang einer Magnetschiene ermöglichen.


"Supraleitende Magnetschwebebahn"

Das Phänomen der Supraleitung

Die so genannte Supraleitung ist, im wörtlichen Sinne, eine "super Leitung" und zwar von Strom. Normalerweise hat jedes Material einen elektrischen Widerstand: Wenn ein Strom fließt, verbraucht das Energie. Meistens wird dieser Verlust in Form von Wärme abgegeben. In einer Glühbirne z.B. wird durch den Stromfluss der Glühdraht erhitzt, bis er hell zu leuchten beginnt. Wäre der Draht dagegen aus supraleitenden Material, würde er dem Strom keinen Widerstand entgegensetzt und sich nicht erwärmen; es bliebe dunkel.

In einer supraleitenden Drahtschleife fließt der Strom ewig im Kreis herum, ohne schwächer zu werden. Leider tritt dieser energiesparende Effekt erst bei extrem tiefen Temperaturen auf.

Die schwebende Modelleisenbahn

Die Supraleiter in der Modelleisenbahn müssen auf minus 183°C abgekühlt werden, bis ihre besonders leitende Fähigkeit aktiv wird. Und sie zählen damit sogar noch zu den Hochtemperatursupraleitern. Kühlt man diese in dem Magnetfeld der Schiene unter die notwendige Temperatur ab, so wird das Magnetfeld in enge schlauchartige Bereiche zusammengedrückt. Diese "Schläuche" heften sich dann an Fehlstellen im Material. Das Magnetfeld der Schiene ist sozusagen festgenagelt. Dadurch schwebt die Modelleisenbahn immer im gleichen Abstand zur Schiene. Erst wenn die Temperatur steigt, geht der supraleitende Effekt verloren und die Bahn landet auf der Schiene.

Ulrich Grünewald

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Sendedatum: 14.11.2000