Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
El material superconductor muestra unas propiedades extraordinarias que lo hacen muy importante para la tecnología moderna. La investigación todavía está en curso para comprender y utilizar estas propiedades extraordinarias de los superconductores en varios campos de la tecnología. Tales propiedades de los superconductores se enumeran a continuación:
- Resistencia eléctrica cero (conductividad infinita)
- Efecto Meissner: Expulsión del campo magnético.
- Temperatura crítica / temperatura de transición
- Campo magnético crítico
- Corrientes persistentes
- Corrientes de Josephson
- Corriente Crítica
Indice de contenidos
Resistencia eléctrica cero o conductividad infinita
En estado superconductor, el material superconductor muestra la resistencia eléctrica cero (conductividad infinita). Cuando la muestra de un material superconductor se enfría por debajo de su temperatura crítica / temperatura de transición, su resistencia se reduce repentinamente a cero. Por ejemplo, Mercurio muestra una resistencia cero por debajo de 4k.
Efecto Meissner (Expulsión del campo magnético)
Un superconductor, cuando se enfría por debajo de la temperatura crítica Tc), expulsa el campo magnético y no permite que el campo magnético penetre en su interior. Este fenómeno en superconductores se llama efecto Meissner. El efecto meissner se muestra en la siguiente figura:
Temperatura crítica / temperatura de transición
La temperatura crítica de un material superconductor es la temperatura a la que los materiales cambian del estado conductor normal al estado superconductor. Esta transición del estado conductor normal (fase) al estado superconductor (fase) es repentina / aguda y completa. La transición del mercurio del estado conductor normal al estado superconductor se muestra en la siguiente figura.
Campo magnético crítico
El estado / fase superconductor, de un material superconductor, se rompe cuando el campo magnético (ya sea externo o producido por el propio superconductor que fluye de corriente) aumenta más allá de un cierto valor y la muestra comienza a comportarse como un conductor ordinario. Este cierto valor del campo magnético más allá del cual el superconductor regresa al estado normal, se llama campo magnético crítico. El valor del campo magnético crítico depende de la temperatura. A medida que la temperatura (por debajo de la temperatura crítica) se reduce, el valor del campo magnético crítico aumenta. La variación en el campo magnético crítico con la temperatura se muestra en la figura siguiente:
Corriente persistente
Si un anillo hecho de un superconductor se coloca en un campo magnético por encima de su temperatura crítica, ahora enfríe el anillo del superconductor por debajo de su temperatura crítica y ahora si eliminamos el campo magnético se induce una corriente en anillo debido a su autoinducción. Según la ley de Lenz, la dirección de esta corriente inducida es tal que se opone al cambio de flujo que pasa a través del anillo. Como el anillo está en estado superconductor (resistencia cero), la corriente inducida continuará fluyendo, esta corriente se llama corriente persistente. Esta corriente persistente produce un flujo magnético que hace que el flujo magnético que pasa a través del anillo sea constante.
Corriente de Josephson
Si dos superconductores están separados por una película delgada de material aislante, que forma una unión de baja resistencia, se encuentra que los pares de cobre (formados por interacción fonónica) de electrones pueden hacer un túnel de un lado de la unión al otro lado. La corriente, debida al flujo de tales pares de cobre, se llama Corriente de Josephson.
Corriente Crítica
Cuando una corriente pasa a través de un conductor en estado superconductor, se desarrolla un campo magnético . Si la corriente aumenta más allá de cierto valor, el campo magnético aumenta hasta un valor crítico en el que el conductor vuelve a su estado normal. Este valor de corriente se llama corriente crítica.
