SUPERCONDUCTORES Propiedades características

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2 Propiedades características 2.1 Superconductividad La principal característica de los materiales conductores es que, en ausencia de campos magnéticos, por debajo de una temperatura crítica, su resistividad se hace idénticamente nula (dentro de los límites de medida, por supuesto). Esta transición se produce de forma abrupta (es un cambio de fase). Por encima de la temperatura crítica, la resistividad es finita; a la temperatura crítica se produce una discontinuidad de salto, y por debajo es nula. El primer material en el que se descubrió esta propiedad (en 1911, por Kammerling Omnes) fue en el mercurio para una temperatura de 4.2 K. Desde entonces se ha descubierto en otras sustancias (tanto elementales como compuestas). La mayor temperatura crítica descubierta es de 92 K (para un óxido de cobre, bario e ytrio), aun muy por debajo de la temperatura ambiente. La anulación de la resistividad implica que por el interior de un superconductor pueden circular corrientes eléctricas sin disipación de energía por efecto Joule. Esto los convierte en sustancias muy interesantes para la distribución de energía eléctrica o la generación de campos magnéticos intensos. 2.2 Diamagnetismo perfecto Desde el punto de vista magnético, los superconductores se caracterizan por el efecto

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2 Propiedades caractersticas2.1 SuperconductividadLa principal caracterstica de los materiales conductores es que, en ausencia de campos magnticos, por debajo de una temperatura crtica, suresistividadse hace idnticamente nula (dentro de los lmites de medida, por supuesto). Esta transicin se produce de forma abrupta (es uncambio de fase). Por encima de la temperatura crtica, la resistividad es finita; a la temperatura crtica se produce una discontinuidad de salto, y por debajo es nula.El primer material en el que se descubri esta propiedad (en 1911, por Kammerling Omnes) fue en el mercurio para una temperatura de 4.2K. Desde entonces se ha descubierto en otras sustancias (tanto elementales como compuestas). La mayor temperatura crtica descubierta es de 92K (para unxido de cobre, bario e ytrio), aun muy por debajo de la temperatura ambiente.La anulacin de la resistividad implica que por el interior de un superconductor pueden circular corrientes elctricas sin disipacin de energa porefecto Joule. Esto los convierte en sustancias muy interesantes para la distribucin de energa elctrica o la generacin de campos magnticos intensos.2.2 Diamagnetismo perfectoDesde el punto de vista magntico, los superconductores se caracterizan por el efecto Meissner por el cual el campo magnticose anula en el interior de un superconductor. Este efecto permite caracterizar a los superconductores comodiamagnticosperfectos (m= 1, = 0).

Que es la superconductividad ?Para visualizarlo de una forma muy sencilla, uno puede pensar que en general la materia slida esta compuesta por una red de tomos que oscilan y que los electrones se mueven sobre esta red, sobre todo los electrones que estan ms alejados de los ncleos de los tomos. A altas temperaturas (20 C) las oscilaciones de la red son muy grande y los electrones chocan continuamente con estos tomos produciendo resistencia a su movimiento. A medida que bajamos la temperatura las oscilaciones de los tomos disminuye y la resitencia al movimiento tambin; y por debajo de una temperatura crtica propia del material (Tc) los electrones ya no chocan con los tomos que forman la red y se mueven libremente por l, es decir ya no hay ninguna resitencia a su paso. El material se convirti en supercoductor. Recuerden que esto es solo una forma muy simplificada de ver fenmeno, para poder explicarlo correctamente es necesario conceptos de mecnica cuntica y fsica de estado slido nada intuitivos.Caractersticas de un superconductor.Son dos las caractersticas que definen a un supercondutor, una que ya la vimos es suresitencia cero(Fig. 1) o conductividad infinita y la otra que elcampo magntico inducido es cero(Fig. 2) dentro de un superconductor cuando este es enfriado por debajo de su temperatura crtica en un debil campo magntico externo (el flujo magntido es expedido del superconductor). Este efecto es llamadoMeissner-Ochsenfely es el que permite que los imanes leviten sobre un superconductor. Fig1. Resistencia cero. Fig. 2 Efecto MeissenerEs la resitividad de un supercoductor realmente cero?Si, la resitividad de un superconductor a una corriente continua es cero, mas alla de que esta pueda ser medida. Una forma de demostrar que la resistividad es cero es inducir una corriente en un anillo cerrado superconductor metlico. Este tipo de experimento ha sido llavados a cabo en que la corriente a permanecido ms de dos aos y medios sin que esta decaiga. Esto implica que la resitividad de un superconductor es ms pequea 10-23ohm.m, que es de 18 ordenes de magnitud ms pequea que la resistividad del cobre a temperatura ambiente.