Materiales Superconductores.
Páginas: 16 (3830 palabras)
Publicado: 6 de noviembre de 2012
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|1. Los materiales superconductores y sus aplicaciones con fines tecnológicos. |
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2. Índice:
3. Objetivos…………………………………………………………1
4. Desarrollo…………………………………………………………2
4.1. Características generales………………………………2
4.2. Propiedades físicas y tecnológicas más significativas….4
4.3. Aplicaciones industriales más relevantes……………...13
4.4. Desarrollo de la aplicación elegida……………………..15
5. Bibliografía…………………………………………………………183. Objetivos
Con este presente trabajo pretendo describir los materiales superconductores centrándome en sus características generales, sus propiedades físicas y tecnológicas y, en sus principales aplicaciones.
Más específicamente, detallaré:
a) Las tres características fundamentales de los superconductores: diamagnetismo perfecto, resistencia eléctrica nula ycuantización del fluxoide.
b) Las propiedades físicas y tecnológicas más significativas, en concreto: temperatura crítica (Tc), efecto isotópico, efecto Meissner, corrientes persistentes, calor específico electrónico, Gap en la densidad de estados al nivel Fermi, longitud de coherencia, campos magnéticos críticos, longitud de penetración magnética y cuantificación del flujo magnético.
c)Las distintas aplicaciones de los superconductores: producción de grandes campos magnéticos, fabricación de cables de transmisión de energía y fabricación de componentes circuitos electrónicos.
d) Aplicación de los magnetómetros de alta sensibilidad por interferencia cuántica SQUIDS.
4. Desarrollo
4.1. Características generales
La superconductividad es una delas pocas muestras palpables de fenómenos cuánticos que se evidencian macroscópicamente, en este caso mediante tres características fundamentales: diamagnetismo perfecto, resistencia eléctrica nula y cuantización del fluxoide.
Si a un anillo superconductor se le aplica una corriente eléctrica y posteriormente se retira la fuente, esta continuará fluyendo eternamente sin decaimientoapreciable, o lo que es lo mismo, la caída de potencial en un material superconductor por el que fluye una corriente continua es nula (idealmente en el cero de temperatura). Esta propiedad se expresa matemáticamente mediante la denominada primera ecuación de London:
[pic]
donde [pic] son la masa, la carga y la densidad de pares de Cooper respectivamente, los cuales son los portadores de carga en lacorriente superconductora ([pic] son la masa y la carga del electrón respectivamente). [pic]son la densidad de corriente aplicada y el campo eléctrico. Nótese la necesidad de que la corriente sea continua, pues de acuerdo con la derivada temporal del primer miembro en (1), si la corriente varía en el tiempo con cierta frecuencia, aparece campo eléctrico, o lo que es lo mismo, disipación en la muestra.No obstante, debido a que [pic], para obtener un campo de 1 μvolt/m para una corriente de 1 A en un conductor de [pic]se necesita una frecuencia de [pic]. Esto evidencia que, desde un punto de vista práctico, para las frecuencias usuales de trabajo, podemos considerar que aunque se trabaje en AC, la disipación en la muestra superconductora es nula.
La segunda propiedad principal de los...
|1. Los materiales superconductores y sus aplicaciones con fines tecnológicos. |
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2. Índice:
3. Objetivos…………………………………………………………1
4. Desarrollo…………………………………………………………2
4.1. Características generales………………………………2
4.2. Propiedades físicas y tecnológicas más significativas….4
4.3. Aplicaciones industriales más relevantes……………...13
4.4. Desarrollo de la aplicación elegida……………………..15
5. Bibliografía…………………………………………………………183. Objetivos
Con este presente trabajo pretendo describir los materiales superconductores centrándome en sus características generales, sus propiedades físicas y tecnológicas y, en sus principales aplicaciones.
Más específicamente, detallaré:
a) Las tres características fundamentales de los superconductores: diamagnetismo perfecto, resistencia eléctrica nula ycuantización del fluxoide.
b) Las propiedades físicas y tecnológicas más significativas, en concreto: temperatura crítica (Tc), efecto isotópico, efecto Meissner, corrientes persistentes, calor específico electrónico, Gap en la densidad de estados al nivel Fermi, longitud de coherencia, campos magnéticos críticos, longitud de penetración magnética y cuantificación del flujo magnético.
c)Las distintas aplicaciones de los superconductores: producción de grandes campos magnéticos, fabricación de cables de transmisión de energía y fabricación de componentes circuitos electrónicos.
d) Aplicación de los magnetómetros de alta sensibilidad por interferencia cuántica SQUIDS.
4. Desarrollo
4.1. Características generales
La superconductividad es una delas pocas muestras palpables de fenómenos cuánticos que se evidencian macroscópicamente, en este caso mediante tres características fundamentales: diamagnetismo perfecto, resistencia eléctrica nula y cuantización del fluxoide.
Si a un anillo superconductor se le aplica una corriente eléctrica y posteriormente se retira la fuente, esta continuará fluyendo eternamente sin decaimientoapreciable, o lo que es lo mismo, la caída de potencial en un material superconductor por el que fluye una corriente continua es nula (idealmente en el cero de temperatura). Esta propiedad se expresa matemáticamente mediante la denominada primera ecuación de London:
[pic]
donde [pic] son la masa, la carga y la densidad de pares de Cooper respectivamente, los cuales son los portadores de carga en lacorriente superconductora ([pic] son la masa y la carga del electrón respectivamente). [pic]son la densidad de corriente aplicada y el campo eléctrico. Nótese la necesidad de que la corriente sea continua, pues de acuerdo con la derivada temporal del primer miembro en (1), si la corriente varía en el tiempo con cierta frecuencia, aparece campo eléctrico, o lo que es lo mismo, disipación en la muestra.No obstante, debido a que [pic], para obtener un campo de 1 μvolt/m para una corriente de 1 A en un conductor de [pic]se necesita una frecuencia de [pic]. Esto evidencia que, desde un punto de vista práctico, para las frecuencias usuales de trabajo, podemos considerar que aunque se trabaje en AC, la disipación en la muestra superconductora es nula.
La segunda propiedad principal de los...
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