SUPERCONDUCTORES

FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS, INGENIERÍA Y AGRIMENSURA – U.N.R.
ESCUELA DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
FÍSICA III

MONOGRAFIA:

Superconductividad

AUTORES:
Isola, Lucio
Mezio, Alejandro

ÍNDICE:
1.
2.
3.
4.
5.
6.

Introducción
Introducción histórica
Teoría B.C.S.
Efecto Meissner
Efecto Josephson
Superconductores de alta temperatura (S.A.T.)
7. Aplicaciones, beneficiosy limitaciones

Introducción general
La superconductividad es un fenómeno que básicamente comprende el estado en el cual la resistencia eléctrica
de ciertos materiales disminuye de forma repentina hasta llegar a cero.
La temperatura por debajo de la cual la resistencia eléctrica de un material se aproxima a cero absoluto se
denomina temperatura de transición ó crítica (Tc). Por encima deesta temperatura, al material se lo conoce como
normal, y por debajo de Tc, se dice que es superconductor.
La pérdida de resistencia eléctrica es sólo uno de los varios cambios que tienen lugar cuando se enfría un
superconductor por debajo de su temperatura crítica. Se presentan también efectos magnéticos notables: la
permeabilidad del material disminuye hasta cero y el flujo magnético en elmaterial desaparece; la conductividad
térmica aumenta rápidamente.
El calor específico electrónico del material en el estado superconductor, se altera sustancialmente debajo de la
temperatura crítica. A medida que la temperatura se reduce empezando desde T > Tc, el calor específico salta
primero hasta un valor muy alto a Tc y luego cae muy por debajo del valor para el estado normal a temperaturasmuy bajas.
Además de la temperatura (T), el estado superconductor también depende de otras variables, como son el campo
magnético (B) y la densidad de corriente (J). En cuanto a esta última, hay que recordar que la corriente genera su
propio campo.
De este modo, para que un material sea superconductor, la temperatura del material, su campo magnético y su
densidad de corriente no debensuperar unos valores específicos para cada caso, ya que para cada material
superconductor existe una superficie crítica en el espacio de T, B, y J.
Por otro lado, si se construye una gráfica donde se represente la resistividad en función de la temperatura, para
un material normal, como el cobre, frente a un material superconductor, como el mercurio, se podrá observar como
la resistividad delmaterial superconductor cae bruscamente hasta un valor casi inapreciable, mientras que la
resistividad eléctrica del cobre decrece uniformemente mientras disminuye la temperatura, y alcanza un valor
mínimo a cero Kelvin (0 K).
Como se indicó anteriormente la superconductividad depende del campo magnético, dado que si se aplica un
campo magnético suficientemente intenso a un superconductor acualquier temperatura que esté por debajo de su
temperatura crítica (Tc), el superconductor retorna a su estado normal.
El campo magnético aplicado necesario para restablecer la conductividad eléctrica normal en el superconductor
se denomina campo crítico (Hc). A densidad de corriente constante, la curva de Hc frente a la temperatura, T (K),
puede aproximarse mediante la expresión empírica:
Hc = Ho[1-(T/Tc)^2]
Donde Ho es el campo crítico a una temperatura T=0 K, obtenido por interpolación. Esta curva representa el
limite o la frontera entre los estados normal y de superconductividad de un material superconductor.
Los superconductores metálicos e intermetálicos se clasifican, según su comportamiento frente al campo
magnético aplicado, como superconductores de tipo I y de tipo II:
Lossuperconductores de tipo I, también conocidos como superconductores blandos, presentan un valor de Tc
y de Hc demasiado bajos para cualquier aplicación práctica. Estos son conductores perfectos de la electricidad por
debajo de Tc, pero pierden su propiedad a un valor crítico del campo magnético por debajo de 1500 Oe (119366
Av/m). Algunos elementos metálicos como el plomo, estaño, mercurio y el...