Superconductores
Páginas: 19 (4540 palabras)
Publicado: 8 de febrero de 2011
SUPERCONDUCTORES
Los superconductores son los conductores más raros, su característica principal es la ausencia total de resistividad eléctrica, por lo tanto son el elemento perfecto para transportar energía eléctrica puesto que no producen pérdidas por calor, el problema es que por el momento sólo se han encontrado materiales superconductores que funcionan a muy bajas temperaturas, y el costees mucho más elevado que las pérdidas que se producen.
Los superconductores se quieren utilizar para construir trenes de levitación electromagnética y monorraíles, pero por el momento el elevado coste impide la progresión de esta tecnología de los superconductores.
¿QUE ES SUPERCONDUCTIVIDAD?
Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales paraconducir corriente eléctrica sin resistencia y pérdida de energía en determinadas condiciones.
La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como el cobre y la plata, las impurezas y otros defectos producen un valor límite. Incluso cerca de cero absoluto una muestra de cobre muestra unaresistencia no nula. La resistencia de un superconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación. Al igual que el ferromagnetismo y las líneas espectrales atómicas, la superconductividad es un fenómeno de lamecánica cuántica.
La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio, diversas aleaciones metálicas y algunos semiconductores fuertemente dopados. La superconductividad no ocurre en metales nobles como el oro y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos.
HISTORIA
En 1911, el físico holandés KammerlinghOnnes observó que la resistencia eléctrica del mercurio adquiría un valor de cero cuando éste se enfriaba a una temperatura cercana al cero absoluto (4.2 grados Kelvin o menos 269 grados Celsius). De este modo se descubrió el fenómeno de la superconductividad.
En 1933, Meissner y Ochsenfeld descubrieron que cuando se le aplica un campo magnético externo a un material superconductor, éste lorechaza. La combinación de estas propiedades (conductividad infinita y expulsión del campo magnético) caracterizan a los materiales superconductores.
La doctora Elizabeth Chavira Martínez, investigadora del Instituto de Investigación en Materiales de la UNAM, nos narra algunos de los episodios más importantes de la ciencia de materiales que siguieron a estos descubrimientos.
Durante las primerasdécadas de este siglo se llegó a pensar que la superconductividad quedaría sujeta sin remedio a muy bajas temperaturas. Empero, a principio de los setenta se obtuvo un material superconductor (una aleación de niobio 3-germanio) a una temperatura crítica de 23 grados Kelvin. La temperatura crítica, es aquella a la que un material se hace superconductor.
En 1986, el físico Karl Alex Müller, dellaboratorio de IBM en Zurich, observó que un óxido cerámico, compuesto de bario, lantano y cobre tenía una temperatura crítica de 30 grados Kelvin. Estaba en marcha la carrera por obtener superconductores de altas temperaturas.
En 1987, el grupo del doctor Chu, en Estados Unidos, descubrió un material de itrio-bario-cobre-oxígeno que es superconductor a 93 grados Kelvin (menos 180 grados centígrados).Un gran paso, pues ya se podía prescindir del helio líquido, que es muy caro, para enfriar el material. La temperatura crítica había superado los 77 grados Kelvin (menos 196 grados Celsius), punto de licuefacción del nitrógeno, que es muy abundante.
A principio de los ochenta el químico francés Bernard Raveou sintetizó un compuesto de bismuto-estroncio-cobre-oxígeno. Posteriormente, otros...
Los superconductores son los conductores más raros, su característica principal es la ausencia total de resistividad eléctrica, por lo tanto son el elemento perfecto para transportar energía eléctrica puesto que no producen pérdidas por calor, el problema es que por el momento sólo se han encontrado materiales superconductores que funcionan a muy bajas temperaturas, y el costees mucho más elevado que las pérdidas que se producen.
Los superconductores se quieren utilizar para construir trenes de levitación electromagnética y monorraíles, pero por el momento el elevado coste impide la progresión de esta tecnología de los superconductores.
¿QUE ES SUPERCONDUCTIVIDAD?
Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales paraconducir corriente eléctrica sin resistencia y pérdida de energía en determinadas condiciones.
La resistividad eléctrica de un conductor metálico disminuye gradualmente a medida que la temperatura se reduce. Sin embargo, en los conductores ordinarios, como el cobre y la plata, las impurezas y otros defectos producen un valor límite. Incluso cerca de cero absoluto una muestra de cobre muestra unaresistencia no nula. La resistencia de un superconductor, en cambio, desciende bruscamente a cero cuando el material se enfría por debajo de su temperatura crítica. Una corriente eléctrica que fluye en una espiral de cable superconductor puede persistir indefinidamente sin fuente de alimentación. Al igual que el ferromagnetismo y las líneas espectrales atómicas, la superconductividad es un fenómeno de lamecánica cuántica.
La superconductividad ocurre en una gran variedad de materiales, incluyendo elementos simples como el estaño y el aluminio, diversas aleaciones metálicas y algunos semiconductores fuertemente dopados. La superconductividad no ocurre en metales nobles como el oro y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos.
HISTORIA
En 1911, el físico holandés KammerlinghOnnes observó que la resistencia eléctrica del mercurio adquiría un valor de cero cuando éste se enfriaba a una temperatura cercana al cero absoluto (4.2 grados Kelvin o menos 269 grados Celsius). De este modo se descubrió el fenómeno de la superconductividad.
En 1933, Meissner y Ochsenfeld descubrieron que cuando se le aplica un campo magnético externo a un material superconductor, éste lorechaza. La combinación de estas propiedades (conductividad infinita y expulsión del campo magnético) caracterizan a los materiales superconductores.
La doctora Elizabeth Chavira Martínez, investigadora del Instituto de Investigación en Materiales de la UNAM, nos narra algunos de los episodios más importantes de la ciencia de materiales que siguieron a estos descubrimientos.
Durante las primerasdécadas de este siglo se llegó a pensar que la superconductividad quedaría sujeta sin remedio a muy bajas temperaturas. Empero, a principio de los setenta se obtuvo un material superconductor (una aleación de niobio 3-germanio) a una temperatura crítica de 23 grados Kelvin. La temperatura crítica, es aquella a la que un material se hace superconductor.
En 1986, el físico Karl Alex Müller, dellaboratorio de IBM en Zurich, observó que un óxido cerámico, compuesto de bario, lantano y cobre tenía una temperatura crítica de 30 grados Kelvin. Estaba en marcha la carrera por obtener superconductores de altas temperaturas.
En 1987, el grupo del doctor Chu, en Estados Unidos, descubrió un material de itrio-bario-cobre-oxígeno que es superconductor a 93 grados Kelvin (menos 180 grados centígrados).Un gran paso, pues ya se podía prescindir del helio líquido, que es muy caro, para enfriar el material. La temperatura crítica había superado los 77 grados Kelvin (menos 196 grados Celsius), punto de licuefacción del nitrógeno, que es muy abundante.
A principio de los ochenta el químico francés Bernard Raveou sintetizó un compuesto de bismuto-estroncio-cobre-oxígeno. Posteriormente, otros...
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