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Marco A. Merma Jara
Contenido
� Descubrimiento de la superconductividad� Teoría BCS� Efecto Meissner� Superconductores � Campo magnético critico� Ejercicios
� Referencias
Marco A. Merma Jara
Un Fenómeno del siglo XX
� 1911 � Heike Kamerlingh Onnes descubre la Superconductividad.
� 1933 � Walther Meissner y R. Ochsenfeld descubren el Efecto Meissner.
� 1957 � Bardeen, Cooper y Schrieffer desarrollaron la teoría BCS.
� 1962 � Josephson predijo el comportamiento de la unión Josephson.
� 1985 � Müller y Bednorz descubren la primera cerámica
superconductora (Tc=35 K).
� 1987 � Maw-Kuen Wu y Paul C. W. Chu descubren una cerámica
superconductora a 93 K
Marco A. Merma Jara
Aspecto Experimental
� 1911� Heike Kamerlingh Onnes
� En el estado superconductor � La resistencia eléctrica, en
corriente continua es � Exactamente cero� O al menos tan próximo al
cero
Marco A. Merma Jara
Superconductividad y Efecto Meissner
� 1957� Walther Meissner y R.
Ochsenfeld
• Efecto Meissner • En una esfera
superconductora enfriada • En presencia de un campo
magnético constante• Al llegar por debajo de la
temperatura de transición • Las líneas de inducción
son expulsadas al exterior de la esfera
Marco A. Merma Jara
� Se han observado fluir corrientes eléctricas sin atenuación en anillos superconductores durante mas de un año
Superconductores y corriente eléctrica
Marco A. Merma Jara
Teoría BCS
� Los electrones interactúan con los fonones de la red formando los pares de Cooper.
� Los pares de Cooper al tener mayor energía se mueven mas libremente por el material.
� Esta libertad de movimiento se traduce en una ausencia de resistencia en el material.
� A medida que aumenta la temperatura aumentan las vibraciones rompiéndose el par de Cooper.
Electrones ligados = bosones
Marco A. Merma Jara
Unión Josephson y Cerámicas Superconductoras
� Predicción de la Juntura entre materiales superconductores
Marco A. Merma Jara
Tipos de Superconductores
� Bajas temperaturas críticas o clásicos:� Metales o aleaciones metálicas � Explicación
� Teoría BCS
� Altas temperaturas críticas: � Cerámicas � Explicación
� Sin teoría
Marco A. Merma Jara
Búsqueda del superconductor de Temp. ambiente
� En esta búsqueda aparecen principalmente tres obstáculos:
� PrimeroDeslocalización de los vórtices� Solución:
� Fijar los vórtices mediante impurezas
Marco A. Merma Jara
Búsqueda del superconductor de Temp. ambiente
� Segundo� Las cerámicas superconductoras solo pueden
transmitir una cantidad limitada de electricidad sin ofrecer resistencia
� Solución: � Alineación de las capas de cuprato
Marco A. Merma Jara
Búsqueda del superconductor de Temp. ambiente
� Tercero� Son cerámicas y por tanto frágiles y difíciles de manufacturar
en forma de cable.� Solución:
� Introducción de polvo de cerámica � Por ejemplo: en tubos de plata
Marco A. Merma Jara
� Conducen la electricidad sin pérdidas.� No generan calor por efecto de la resistencia
eléctrica del material.� Capacidad para crear campos magnéticos
intensos.� Pueden utilizarse para hacer uniones
Josephson.
Propiedades
Marco A. Merma Jara
� Electrónica� Circuitos sin sistemas de disipación de calor y
uniones Josephson.
� Generación de campos magnéticos muy intensos
� Aisladores magnéticos.� Sistemas eléctricos de potencia.� Almacenamiento de energía
Aplicaciones
Marco A. Merma Jara
Aplicaciones
� Investigación espacial.� Reacciones de fusión
nuclear.� Trenes de levitación
magnética.
Marco A. Merma Jara
� Magnetic Lev itation� Los trenes de levitación magnética utilizan
básicamente tres sistemas independientes:
� Sistema de levitación.� Sistema de guía lateral.� Sistema de propulsión.
MAGLEV
Marco A. Merma Jara
� Suspensión Electrodinámica (EDS)
� Suspensión Electromagnética (EMS)
Sistema de Levitación
Marco A. Merma Jara
Sistema de Gu ía Lateral
� Se basa en bobinas superconductoras (EDS) � Que repelen el tren cuando
este se acerca demasiado a las guías laterales de las vías.
� EDS: Suspensión ElectroDinámica
Marco A. Merma Jara
Sistema de Propulsión
� Este sistema utiliza una corriente alterna para crear una onda electromagnética que viaja por la guía junto al vehículo magnético.