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RE: ¿Cuál es su diario preferido y por qué?


Enviado por   •  2 de Septiembre de 2018  •  Apuntes  •  2.193 Palabras (9 Páginas)  •  147 Visitas

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Universidad Nacional Autónoma de Honduras en el Valle de Sula

UNAH-VS

Facultad de Ingeniería Eléctrica

Electromagnetismo I

IE-416

Ing. Salvador Ávila

“Superconductores”

Expositores Grupo#3

Nahun Antonio Castellanos 2010

Andy Tabora Dubon 20112001415

Rolando Enrique Franco 20112003353

Los Superconductores

        

Resumen. Las propiedades magnéticas de los superconductores son tan sorprendentes como sus propiedades eléctricas. Las propiedades magnéticas no pueden basarse en la suposición de que el estado superconductor se caracteriza por verdaderamente cero resistividad eléctrica. Es un hecho experimental que un superconductor masivo en un campo magnético débil, se comportan como un perfecto diamagnético con cero de la inducción magnética dentro. La combinación de efectos eléctricos y magnéticos se llama un superconductor. Este trabajo también presenta sus aplicaciones y resultados experimentales de la corriente superconductora.

I.  INTRODUCCION

Los superconductores son materiales que a bajas temperaturas tienen resistencia nula. Además de ser poderosos diamagnéticos, se  podría decir  que  cuando se  agrupan los electrones por pares no ofrecen resistencia (Teoría de John Bardeen, Leon Cooper y John Schrieffer-BCS), esto se daría por la interacción atractiva del tipo electrón-ion-electrón, pero esta teoría solo la explica la superconductividad a temperaturas cercanas al cero absoluto.

En 1962 se predice que la corriente puede fluir entre dos superconductores separados por un aislante, conocido este efecto por Josephson que luego fue confirmado experimentalmente. En 1986 aparece el primer superconductor cerámico que deja de ofrecer resistencia con 30K (-243°C), lo que permite enfriarlos con mucha facilidad y de forma más barata, iniciando la era de los superconductores de alta temperatura. En 1987 la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido (77°K) fue el primer superconductor verdadero de alta temperatura. No obstante aún persiste el ideal de encontrar este fenómeno a temperaturas ambiente (300°K o 27°C) lo que permitirá usar el agua como refrigerante.

El problema de estos elementos superconductores que se poseen en la actualidad es que funcionan a muy bajas temperaturas por lo que es muy costoso que las pérdidas que se producen.

II. DESARROLLO TEORICO

A. Campo Critico        

Unas de las maneras en las cuales un superconductor puede ser forzado a su estado normal es al aplicarle un campo magnético. Que es requerido para causar transición y se le conoce como campo criticó (Hc), si la misma es de una forma cilíndrica o elipsoidal larga y delgada y el campo esta en forma paralela a lo largo del eje de la muestra.

El campo critico se incrementa al bajar las temperaturas hasta un valor de cero absoluto (Ho) para los elementos superconductores los valores de Ho están en un rango desde 1.2 oersted (oersted es la unidad de intensidad de un campo magnético) del Tungsteno hasta 830 oersted del Tantalio.

Un campo magnético suficiente intenso destruirá la super- conductividad. El umbral o valor crítico del campo magnético aplicado para que tenga lugar la destrucción de la supercon- ductividad se designa por Hc (T). Estos valores varían de un superconductor a otro

El modelo BCS establece la relación Hc(T) siguiente:

H c(T )/H o(T ) = 1 − (T /T c)²

H c(T c) = 0

Se ha comprobado que existen muchos superconductores que cumplen con esta condición.

B. Efecto Meissner

Un material superconductor no solamente presenta resistencia al paso de la corriente, sino que también tiene otra propiedad importante que es su capacidad para apantallar un campo magnético.

Ahora el efecto Meissner consiste en la desaparición total del campo magnético del material cuando alcanza su temperatura crítica, además el superconductor se convierte en un perfecto diamagnético.

Al evitar la formación de campo magnético en su interior, los campos magnéticos próximos se curvan pudiendo producir curiosos efectos como la levitación de un imán colocado sobre un superconductor a baja temperatura.

Si el campo magnético que se le aplica es mayor que su Hc perderá su superconductividad y con ella su diamagnetismo.

[pic 1]

Gráficos que muestran cómo se deforma un campo magnético uniforme cuando H < Hc (izq.) y como penetra en el material cuando H > Hc (der.).

C. Efecto Josephson

Gracias a este efecto, Josephson obtuvo su premio nobel, que consiste en el paso de pares de electrones desde un super- conductor a otro, atravesando un material aislador. Cuando se aplica un voltaje constante (como el de una batería) a través de los superconductores se producen corrientes dentro del aislante que se alternan con rapidez.

Un flujo constante de corriente a través del aislante se puede inducir  mediante un  campo  magnético fijo. Este efecto se aplica en dispositivos que detectan y generan fuertes radiaciones electromagnéticas y en la detección de campos magnéticos extremadamente débiles. Se ha demostrado recientemente que este efecto puede producirse incluso a temperaturas mayores que la temperatura crítica.

Gracias a este efecto pueden crearse uniones de Josephson, que son conmutadores superconductores. Su funcionamiento es similar al de un transistor, pero la unión Josephson es capaz de conmutar a una velocidad 100 veces superior. Conectando dos uniones Josephson de una forma especial, pueden detectarse campos magnéticos extremadamente débiles.

Estos detectores tan sensibles de campos magnéticos reciben el nombre de SQUID’s (Superconducting Quantum Interference Devices Dispositivos superconductores de interferencia cuántica), con el cual se están desarrollando estudios geológicos, o incluso encefalogramas sin necesidad de tocar la cabeza del enfermo.

Los superconductores del tipo I siempre intentan expulsar el campo magnético de su interior, los de tipo II se oponen a q este cambie.

[pic 2]

III.  APLICACIONES

Un ejemplo famoso de aplicación de superconductores es el  tren  “The  Yamanash MLX01  MagLev  train”  que  levita sobre los raíles eliminando el rozamiento y consiguiendo velocidades de aproximadamente 550km/h.

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