Superconductores


Superconductores



Autores:
Chavarría, Martín
Ledesma, Joaquín
Lescano, Agustina
Rodriguez, Micaela

Materia: Química

Institución: U.E.P 188 Chaco Austral

Profesor: Coronel, Fabián

Curso: 5° A

Año: 2015


MARCO TEÓRICO
Se denomina superconductividad a la capacidad intrínseca que poseen ciertos materiales para conducir corriente eléctrica sin resistencia ni pérdida de energía endeterminadas condiciones. Fue descubierto por el físico neerlandés Heike Kamerlingh Onnes el 8 de abril de 1911 en Leiden.
¿Qué es la superconductividad?
Los metales son materiales que conducen bien el calor y la electricidad, y que cuando una corriente eléctrica circula por un hilo conductor, éste se calienta, como ocurre con las estufas y calentadores eléctricos. El fenómeno descrito, conocido comoefecto Joule, se debe a que los metales presentan cierta resistencia al paso de la corriente eléctrica por su interior, ya que cuando se mueven, chocan con los átomos del material que están vibrando. En un material superconductor esto no ocurre, estos materiales no ofrecen ninguna resistencia al paso de la corriente eléctrica continua por debajo de una cierta temperatura. Los electrones se agrupanen parejas interaccionando con los átomos del material de manera que logran sintonizar su movimiento con el de los átomos, desplazándose sin chocar con ellos. Esto significa que no se calientan, por lo que no hay pérdida de energía al transportar la corriente eléctrica debido al efecto Joule.
Un material superconductor no solamente no presenta resistencia al paso de corriente, sino que tambiéntiene otra propiedad importante que es su capacidad para apantallar un campo magnético. Si enfriamos el superconductor por debajo de su temperatura crítica y lo colocamos en presencia de un campo magnético, éste crea corrientes de apantallamiento capaces de generar un campo magnético opuesto al aplicado. Esto ocurre hasta que el campo magnético alcanza un valor, llamado campo crítico, momento en elque el superconductor deja de apantallar el campo magnético y el material transita a su estado normal.
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 cobremuestra una resistencia 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 unfenómeno de la mecánica 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, normalmente, no ocurre en metales nobles como el cobre y la plata, ni en la mayoría de los metales ferromagnéticos. Pero en ciertos casos,el oro se clasifica como superconductor; por sus funciones y los mecanismos aplicados.

Comportamiento magnético

Expulsión del campo magnético.
Aunque la propiedad más sobresaliente de los superconductores es la ausencia de resistencia, lo cierto es que no podemos decir que se trate de un material de conductividad infinita, ya que este tipo de material por sí sólo no tiene sentido termodinámico. Enrealidad un material superconductor de tipo I es perfectamente diamagnético. Esto hace que no permita que penetre en el campo, lo que se conoce como efecto Meissner.
El campo magnético distingue dos tipos de superconductores: los de tipo I, que no permiten en absoluto que penetre un campo magnético externo (lo cual conlleva un esfuerzo energético alto, e implica la ruptura brusca del estado...