Supra conductibilitatea Curent electric Rezisten n n Orice

Supra conductibilitatea

Curent electric. Rezistenţă. n n Orice conductor are proprietatea, ca atunci când este străbătut de un curent electric să se opună acelei mişcări orientate de electroni. Mărimea caracteristică pentru acest fenomen este rezistenţa, definită ca raportul dintre intensitatea curentului şi tensiunea la care este supus conductorul. R=I/U Acest fenomen se poate descrie ca rezistenţa ce o opun atomii conductorului faţă de curentul electric.

Ce rol joacă temperatura? n n Conform termodinamicii, temperatura unui corp se poate descrie în funcţie de intensitatea cu care atomii acelui corp vibrează unul faţă de celalalt. Aşadar, cu cât aceştia vibrează mai intens (haotic), cu atât temperatura creşte…

Temperatura conductorilor n n n La fel se întamplă şi la conductori: vibraţia creşte, temperatura implicit şi ea, rezistenţa la fel… Analog, dacă temperatura scade, scade şi rezistenţa Dacă încălzim un conductor până la o anumită temperatură, el se topeşte… n Ce se întâmplă dacă îl răcim până la o anumită temperatură?

n Această întrebare şi -a pus-o probabil şi Heike Kamerlingh Onnes, care a descoperit în 1911 că răcind mercurul la 4 K (-169 C) rezistenţa lui scade la 0.

Aici intervine supraconductibilitatea! n n La temperaturi putin peste 0 grade Kelvin (intre 1. 2 K si 95 K), numite TEMPERATURI CRITICE, rezistenţa conductorului scade la 0 din cauza atomilor, ce nu mai vibreaza atât de intens. Electronii nu mai întalnesc obstacole, probabilitatea ca aceştia să se ciocnească de alte particule scăzând la 0. Structura atomică a conductorilor este cristalină în sensul că atomii sunt aranjaţi precum nişte gratii, printre care electronii in mod normal se deplasează destul de uşor (sunt si termoconductori) La temperaturi mici, electronii se mişcă cu o mai mare uşurintă, şi din cauza faptului că se deplasează în perechi de căte doi electroni.

Efectul Meissner n În momentul în care un conductor este racit la temperatura critică, iar în apropierea lui se aduce un magnet, acesta cauzează un curent electric în conductor, care este menţinut în conductor din cauza rezistenţei inexistente. Curentul electric din conductor creează la rândul lui un câmp magnetic şi provoacă astfel plutirea magnetului.

Supraconductibilitatea: “un fenomen cuantic macroscopic”

n n n Supraconductuctibilitatea depinde şi de un câmp magnetic, C MP MAGNETIC CRITIC, care determină, la fel ca şi temperatura, acest fenomen. Cu alte cuvinte un conductor aflat întrun câmp magnetic are o temperatură critică mai mare decât de obicei. Nu doar conductorii capătă această caracteristică, dar şi unii IZOLATORI! In anii 80 s-a descoperit ca un anumit tip de ceramica, izolator la temperatura camerei, devine supraconductor la sub -100 grade C.

Graficul tranziţiei mercurului şi a ceramicii

Material Zinc Tip metal Tc(K) 0. 88 Aluminum Tin metal 1. 19 3. 72 Mercur YBa 2 Cu 3 O 7 metal Ceramică 4. 15 90 Tl. Ba. Cu. O (Hg 0. 8 Tl 0. 2)Ba 2 Ca 2 Cu 3 O 8. 33 Ceramică 125 138 (RECORD!)

Elemente supraconductoare

Aplicatii practice n Trenurile MAGLEV

n n Biomagnetism: aparatură de rezonanţă magnetică (computer tomograf) Sub influenţa câmpului magnetic foarte mare, moleculele de hidrogen sunt excitate si eliberează energia primită, aceasta fiind prelucrată ulterior într-o imagine.

n Domeniul informaticii: se speculează apariţia unor microprocesoare cu o frecvenţă de 4000 de ori mare decât o au procesoarele actuale

Multimedia n Apart Together