SUPERCONDUCTIVITAT

Nom:- Krunal Badsiwal

Curs :- 1rBatxillerat

Any :- 2014/2015

Professor :-Andres

. INDEX .1) -Electricitat

-1.1) Historia

-1.2) Que es la electricitat?

-1.3) Els Diferents Tipus d'ELECTRICITAT?

-1.4) Diferent conceptes de electricitat?

2) -Conductors

-2.1) Que es la Conductivitat?

-2.2) Què es un conductor?

-2.2) Materials Conductors.

-2.3) El us del condcutors.

3) -Resistencia electrica

-3.1) Que es la Resistencia eletrica?

-3.2) Causes de la resistencia electrica?

-3.3) Seu efecte en el transport de Energia?

4) -Superconductors i la Superconductivitat

-4.1) Quan es va decobrir per primera vegada?

-4.2) Que és la Superconductivitat?

-4.3) Que és un Superconductor

-4.4) Classifications of Superconductors

5) -Experiment

6) -Conclusió(Qual es millor)

1.Electricitat1.1) Historia :- La història de l'electricitat es refereix a l'estudi i a l'ús humà de l'electricitat, al descobriment de les seves lleis com a fenomen físic i a la invenció d'artefactes per al seu ús pràctic. El fenomen en si, sense comptar la seva relació amb l'observador humà, no té història; i si se la considerés com a part de la història natural, en tindria tanta com el temps, l'espai, la matèria i l'energia. Com també es denomina electricitat la branca de la ciència que estudia el fenomen i la branca de la tecnologia que l'aplica, la història de

l'electricitat és la branca de la història de la ciència i de la història de la tecnologia que s'encarrega de l'estudi de la seva aparició i evolució.

Una de les seves fites inicials pot situar-se cap a la dècada del 600 aC, quan el filòsof grec Tales de Milet va observar que fregant una vara d'ambre amb una pell o amb llana, s'obtenien petites càrregues (efecte triboelèctric) que atreien petits objectes, i fregant molt temps, podia arribar a causar l'aparició d'una espurna. A prop de l'antiga ciutat grega de Magnèsia es trobaven les denominades pedres de Magnèsia, que incloïen magnetita. Els antics grecs van observar que els trossos d'aquest material s'atreien entre si, i també atreien petits objectes de ferro. Les paraules magneto – equivalent al terme català imant – i magnetisme deriven d'aquest topònim.

L'electricitat evolucionà històricament des de la simple percepció del fenomen, al seu tractament científic, que no es faria sistemàtic fins al segle XVIII. Es van registrar al llarg de l'edat antiga i la mitjana altres observacions aïllades i simples especulacions, així com intuïcions mèdiques (ús de peixos elèctrics en malalties com la gota i el mal de cap) referides per autors com Plini el Vell i Escriboni Llarg,[1] o objectes arqueològics d'interpretació discutible, com la bateria de Bagdad,[2] un objecte trobat a l'Iraq el 1938, datat al voltant del 250 aC, que s'assembla a una cel•la electroquímica. No s'han trobat documents que en demostrin la utilització, encara que hi ha altres descripcions anacròniques de dispositius elèctrics en murs egipcis i escrits antics.

Aquestes especulacions i registres fragmentaris són el tractament gairebé exclusiu (amb la notable excepció de l'ús del magnetisme per a la brúixola) que hi ha des de l'antiguitat fins a la Revolució científica del segle XVII; tot i que encara llavors, passa a ser una mica més que un espectacle per a exhibir als salons. Les primeres aportacions que poden entendre's com a aproximacions successives al fenomen elèctric foren realitzades per investigadors sistemàtics com William Gilbert, Otto von Guericke, Du Fay, Pieter van Musschenbroek (Ampolla de Leiden) o William Watson. Les observacions sotmeses al mètode científic van començar a donar els seus fruits amb Luigi Galvani, Alessandro Volta, Charles-Augustin de Coulomb o Benjamin Franklin, prosseguides a començaments del segle XIX per André-Marie Ampère, Michael Faraday o Georg Ohm. Els noms d'alguns d'aquests pioners van acabar donant nom a nombroses unitats utilitzades avui dia en la mesura de les diferents magnituds del fenomen. La comprensió final de l'electricitat es va aconseguir mitjançant la seva unificació amb el magnetisme en un únic fenomen electromagnètic descrit per les equacions de Maxwell(1861-1865).

El telègraf elèctric (Samuel Morse, 1833, precedit per Gauss i Weber, 1822) pot considerar-se com la primera gran aplicació en el camp de les telecomunicacions, però no serà a la primera revolució industrial, sinó a partir de l'últim quart del segle XIX quan les aplicacions econòmiques de l'electricitat la convertiran en una de les forces motrius de la segona revolució industrial. Més que l'època de grans teòrics com Lord Kelvin, fou el moment dels enginyers, com Zénobe Gramme, Nikola Tesla, Frank Sprague, George Westinghouse,Ernst Werner von Siemens, Alexander Graham Bell i sobretot Thomas Alva Edison i la seva revolucionària manera d'entendre la relació entre la investigació científico-tècnica i el mercat capitalista. Els successius canvis de paradigma de la primera meitat del segle XX (relativista i quàntic) estudiaran la funció de l'electricitat en una nova dimensió: l'atòmica i la subatòmica.

Multiplicador de tensióCockcroft-Walton utilitzat en unaccelerador de partícules de 1937, que arribava a un milió de volts.

L'electrificació no fou només un procés tècnic, sinó un veritable canvi social d'implicacions extraordinàries, començant per l'enllumenat i seguint per tot tipus de processos industrials (motor elèctric, metal•lúrgia, refrigeració...) i de comunicacions (telefonia, ràdio). Lenin, durant la Revolució bolxevic, va definir el socialisme com la suma de l'electrificació i el poder dels soviets,[3] però va ser sobretot la societat de consum que va néixer als països capitalistes, la que va dependre en major mesura de la utilització domèstica de l'electricitat als electrodomèstics i va ser en aquests països on la retroalimentació entre la ciència, la tecnologia i la societat va desenvolupar les complexes estructures que van permetre els actuals sistemes de I+D i I+D+I, en què la iniciativa pública i privada s'interpenetren, i les figures individuals es difuminen en els equips d'investigació.

L'energia elèctrica és essencial per a la societat de la informació de la tercera revolució industrial que es ve produint des de la segona meitat del segle XX (transistor, televisió, computació, robòtica, Internet...). Únicament pot comparar-se-li en importància la motorització dependent delpetroli (que també és àmpliament utilitzada, com els altres combustibles fòssils, en la generació d'electricitat). Ambdós processos van exigir quantitats cada vegada més grans d'energia, la qual cosa és en l'origen de la crisi energètica i mediambiental i de la recerca de noves fonts d'energia, la majoria amb immediata utilització elèctrica (energia nuclear i energies alternatives, donades, les limitacions de la tradicional hidroelectricitat). Els problemes que té l'electricitat per al seu

emmagatzemament i transport en llargues distàncies, i per a l'autonomia dels aparells mòbils, són reptes tècnics encara no resolts de forma prou eficaç.

1.2) Que es la electricitat? L'electricitat és un fenomen físic originat per càrregues elèctriques estàtiques o en moviment i per la seva interacció. Quan una càrrega es troba en repòs produeix forces sobre altres situades en el seu entorn. Si la càrrega es

desplaça produeix també forces magnètiques. Hi ha dos tipus de càrregues elèctriques, anomenades positives i negatives.

L'electricitat està present en algunes partícules subatòmiques. La partícula fonamental més lleugera que porta càrrega elèctrica és l'electró, que transporta una unitat de càrrega. Els àtoms en circumstàncies normals contenen electrons, i sovint els que estan més allunyats del nucli es desprenen amb molta facilitat. En algunes substàncies, com els metalls, proliferen els electrons lliures. D'aquesta manera un cos queda carregat elèctricament gràcies a la reordenació dels electrons.

Un àtom normal té quantitats iguals de càrrega elèctrica positiva i negativa, per tant és elèctricament neutre. La quantitat de càrrega elèctrica transportada per tots els electrons de l'àtom, que per convenció són negatives, aquesta equilibrada per la càrrega positiva localitzada en el nucli. Si un cos conté un excés d'electrons queda carregat negativament. Per contra, amb l'absència d'electrons un cos queda carregat positivament, ja que hi ha més càrregues elèctriques positives en el nucli.

1.3) Els Diferents Tipus d'ELECTRICITAT? Hi ha dos tipus d'electricitat, l'electricitat estàtica i corrent Electricitat. L'electricitat estàtica es fa fregant entre si dues o més

objectes i fer fricció mentre que l'electricitat actual és el flux de càrrega elèctrica a través d'un camp elèctric.

Electricitat estàtica:-

L'electricitat estàtica és quan les càrregues elèctriques s'acumulen a la superfície d'un material. Generalment és causada per materials freguin entre si. El resultat d'una acumulació d'electricitat estàtica és que els objectes poden ser atrets l'un a l'altre, o fins i tot poden causar una espurna per saltar d'una a l'altra. Per exemple fregar un globus en una llana i mantenir-la fins la paret.

Abans de frec, com tots els materials, els globus i el suèter de llana tenen una càrrega neutra. Això és perquè cada un té un nombre igual de partícules subatòmiques amb càrrega positiva (protons) i partícules subatòmiques carregades negativament (electrons). Quan es frega el globus amb el suèter de llana, els electrons són transferits de la llana a la goma a causa de les diferències en l'atracció dels dos materials per als electrons. El globus es carrega negativament, ja que guanya electrons de la llana, i la llana es carrega positivament perquè perd electrons.

Corrent Electric :-

Actual és la taxa de flux d'electrons. És produïda per electrons que es mouen i es mesura en amperes. A diferència de l'electricitat

estàtica, electricitat de corrent ha de fluir a través d'un conductor, generalment filferro de coure. Actual amb l'electricitat és igual que el corrent quan es pensa en un riu. El riu flueix d'un lloc a un altre, i la velocitat que es mou és la velocitat del corrent. Amb l'electricitat, el corrent és una mesura de la quantitat d'energia transferida durant un període de temps. Aquesta energia es diu un flux d'electrons. Un dels resultats del corrent és l'escalfament del conductor. Quan una estufa elèctrica s'escalfa, que és pel flux de corrent.

Existeixen diferents fonts d'electricitat actual, incloent les reaccions químiques que tenen lloc en una bateria. La font més comú és el generador. Un simple generador produeix electricitat quan una bobina de coure gira dins d'un camp magnètic. En una planta d'energia, electroimants que fan girar dins molts bobines de filferro de coure generen grans quantitats d'electricitat de corrent.

Hi ha dos tipus principals de corrent elèctric. Directa (DC) i alterna (AC). És fàcil de recordar. El corrent continu és com l'energia que s'obté d'una bateria. El corrent altern és com els endolls a la paret. La gran diferència entre els dos és que CC és un flux d'energia, mentre que AC pot encendre i apagar. AC inverteix la direcció dels electrons.

1.4) Diferent conceptes de electricitat?

Càrrec Electric :- La càrrega elèctrica és la propietat física de la matèria que fa que experimenti una força quan es col · loca en un camp electromagnètic. Hi ha dos tipus de càrregues elèctriques: positives i negatives.

-A La física, la càrrega, també conegut com a càrrega elèctrica, càrrega elèctrica, o càrrega electrostàtica i simbolitzada q, és una característica d'una unitat de matèria que expressa la mesura que té més o menys electrons que protons. En els àtoms, l'electró té una càrrega primària o unitat negativa; el protó porta una càrrega positiva. Els dos tipus de càrrega són iguals i oposades.

En un àtom de la matèria, una càrrega elèctrica es produeix cada vegada que el nombre de protons en el nucli difereix del nombre d'electrons que envolten aquest nucli. Si hi ha més electrons que protons, l'àtom té una càrrega negativa. Si hi ha menys electrons que protons, l'àtom té una càrrega positiva. La quantitat de càrrega que porta un àtom és sempre un múltiple de la càrrega elemental, és a dir, la càrrega transportada per un sol electró o un sol protó. Una partícula, àtom, o un objecte amb càrrega negativa es diu que té polaritat elèctrica negativa; una partícula, àtom, o un objecte amb càrrega positiva es diu que té polaritat elèctrica positiva.

El corrent elèctric:-

Un corrent elèctric és un flux de càrrega elèctrica. En els circuits elèctrics aquest càrrec és sovint portat per electrons que es mouen en un filferro. També es pot fer per ions en anelectrolyte, o per ambdós ions i electrons, com en un plasma. [1]

La unitat SI per a mesurar un corrent elèctric és l'ampere, que és el flux de càrrega elèctrica a través d'una superfície a raó d'un coulomb per segon. El corrent elèctric es mesura utilitzant un dispositiu anomenat un amperímetre. [2]

Els corrents elèctriques poden tenir molts efectes, en particular la calefacció, però també camps createmagnetic, que s'utilitzen en motors, inductors i els generadors.

Les abreviatures de CA i CC s'utilitzen sovint per significar simplement alterna i directa, com quan modifiquen corrent o voltatge

Corrent continu :-

El corrent directa (DC) és el flux unidireccional de la càrrega elèctrica. El corrent directa és produïda per fonts com ara bateries, termoparells, cel solars i màquines elèctriques de tipus commutador de tipus dinamo. El corrent directa pot fluir en un conductor tal com un filferro, però també pot fluir a través dels semiconductors, aïllants, o fins i tot a través d'un buit com en feixos d'electrons o d'ions. La càrrega elèctrica flueix en una direcció constant, distingint de corrent altern (AC). Un terme utilitzat anteriorment per corrent continu era corrent galvànica.

Corrent altern :-

En el corrent altern (AC, també ac), el moviment de la càrrega elèctrica inverteix periòdicament direcció. En el corrent directa (DC, també dc), el flux de càrrega elèctrica és només en una direcció.

AC és la forma en què l'energia elèctrica es subministra a empreses i residències. La forma d'ona habitual d'un circuit d'alimentació de CA és una ona sinusoïdal. En certes aplicacions, s'utilitzen diferents formes d'ona, com ara ones triangulars o quadrades. D'àudio i de ràdio senyals transportades en cables elèctrics són també exemples de corrent altern. En aquestes aplicacions, un objectiu important és sovint la recuperació de la informació codificada (o modulada) sobre el senyal de CA.

Camp elèctric :-El camp elèctric es defineix com la força elèctrica per unitat de càrrega. La direcció del camp es pren com la direcció de la força que exerciria sobre una càrrega de prova positiva.

Potencial Elèctric :-la quantitat de treball necessari per moure una unitat de càrrega des d'un punt de referència a un punt específic en contra d'un camp elèctric. Típicament, el punt de referència és la Terra, encara que qualsevol punt més enllà de la influència de la càrrega de camp elèctric pot ser utilitzat.

Electromagnetisme :-Electromagnetisme, o la força electromagnètica és una de les quatre interaccions fonamentals de la natura. Els altres tres són la interacció forta, la interacció feble, i la gravitació. Aquesta força és descrit pels camps electromagnètics, i té innombrables casos físiques incloent la interacció de partícules carregades elèctricament i la interacció de camps de força magnètica no carregats amb conductors elèctrics.

El electromagnetisme és la branca de la física que s'ocupa de l'electricitat i el magnetisme i la interacció entre ells. Va ser descobert per primera vegada al segle 19 i té una àmplia aplicació en el món actual de la física.

L'electromagnetisme és bàsicament la ciència dels camps electromagnètics. Un camp electromagnètic és el camp produït pels objectes que es carreguen elèctricament. Les ones de ràdio, les ones infraroges, ones ultraviolada, i radiografies són tots els camps electromagnètics en un determinat rang de freqüències. L'electricitat es produeix pel canvi de camp magnètic. El fenomen també s'anomena "inducció electromagnètica." De la mateixa manera el camp magnètic es produeix pel moviment de les càrregues elèctriques.

Electroquímica :-La capacitat de reaccions químiques per a produir electricitat, i per contra la capacitat de l'electricitat per conduir reaccions químiques té una àmplia gamma d'usos. Electroquímica sempre ha estat una part important de l'electricitat. Des de la invenció inicial de la pila voltaica, cèl · lules electroquímiques s'han convertit en els diferents tipus de bateries, galvanoplàstia i cel d'electròlisi. L'alumini es produeix en grans quantitats d'aquesta manera, i molts dispositius portàtils són alimentats elèctricament mitjançant bateries recarregables.

I

Ona electromagnètica :-Les ones electromagnètiques són ones que poden viatjar a través del buit de l'espai exterior. Ones mecàniques, a diferència de les ones electromagnètiques, requereixen la presència d'un medi material per tal de transportar la seva energia d'un lloc a un altre.

Una ona d'energia que té una freqüència dins de l'espectre electromagnètic i propagada tal com una pertorbació periòdica del camp electromagnètic quan una càrrega elèctrica oscil o accelera.

2) Conductors

2.1) Que es la Conductivitat?La conductivitat elèctrica és la mesura de la capacitat d'un material per acomodar el transport d'una càrrega elèctrica. La seva unitat derivada del SI és el siemens per metre (A2s3m-3kg-1) (el nom de Werner von Siemens) o, més simplement, Sm-1. És la relació de la densitat de corrent a la força del camp elèctric o, en termes més pràctics, és equivalent a la conductància elèctrica mesurada entre les cares oposades d'un cub d'1 metre del material sota prova.

• Com a símbol de la conductivitat elèctrica trobem (kappa), sinó també (sigma) o (gamma).

Conductància és un fenomen elèctric que un material conté partícules mòbils amb càrrega elèctrica (tals aselectrons), el que pot conduir l'electricitat. Quan una diferència de potencial elèctric es col · loca a través d'un conductor, les seves càrregues mòbils flueixen, i apareix un corrent elèctric. Un conductor tal com un metall té alta conductivitat, i un aïllant com glassor un buit té una baixa conductivitat. Un semiconductor té una conductivitat que varia àmpliament en diferents condicions. La conductivitat elèctrica és la inversa (o inversa) de resistivitat elèctrica.

2.2) Què es un conductor?Un conductor elèctric és aquell cos que posat en contacte amb un cos carregat d'electricitat transmet aquesta a tots els punts de la seva superfície. Generalment elements, aliatges o compostos amb electrons lliures que permeten el moviment de càrregues.

Els elements capaços de conduir l'electricitat quan són sotmesos a una diferència de potencial elèctric més comuns són els metalls, i el coure el mes usat d'entre tots ells, un altre metall utilitzat és l'alumini i en aplicacions especials, per la seva baixa resistivitat i duresa a la corrosió, s'usa l'or. Encara que tots els metalls són conductors elèctrics existeixen altres materials, no metàl · lics, que també posseeixen la propietat de conduir l'electricitat com són el grafit, les solucions salines (pe l'aigua de mar) i qualsevol material en estat de plasma.

Perquè un material es consideri bon conductor es requereix que tingui una baixa resistència o resistivitat per evitar elevades caigudes de tensió i pèrdues desmesurades pel Efecte Joule.

2.3) El us del condcutors

Aplicacions dels conductors:-

Per al transport de l'energia elèctrica, així com per a qualsevol instal · lació d'ús domèstic o industrial, el metall emprat universalment és el coure en forma de cables d'un o diversos fils. Alternativament s'empra l'alumini, metall que si bé té una conductivitat elèctrica de l'ordre del 60% de la del coure és, però, un material molt més lleuger, el que afavoreix la seva ocupació en línies de transmissió d'energia elèctrica.

Conduir l'electricitat d'un punt a un altre (passar electrons a través del conductor, els electrons flueixen a causa de la diferència de potencial).

Crear camps electromagnètics en constituir bobines i electroimants.

Modificar la tensió en constituir transformadors.

2.4) Materials Conductors Els materials que son bon conductor de electricitat són normalments metalls com:-Or

Coure

Plata

Alumini

Ferro

Zinc

també hi han conductors en estat liquid com aigua con sal

també hi han altres conductors com la terra cos huma arbres,etc….

3) -Resistencia electrica -3.1) Que es la Resistencia eletrica?

Se li denomina resistència elèctrica a la igualtat d'oposició que tenen els electrons al desplaçar-se a través d'un conductor. La unitat de resistència en el Sistema Internacional és l'ohm, que es representa amb la lletra grega omega (Ω), en honor al físic alemany George Ohm, qui va descobrir el principi que ara porta el seu nom. La resistència està donada per la següent fórmula:

 

On ρ és el coeficient de proporcionalitat o la resistivitat del material.

La resistència d'un material depèn directament d'aquest coeficient, més és directament proporcional a la seva longitud (augmenta a mesura que és més gran la seva longitud) i és inversament proporcional a la seva secció transversal (disminueix a mesura que augmenta el seu gruix o secció transversal)

Descoberta per Georg Ohm en 1827, la resistència elèctrica té una semblança conceptual a la fricció en la física mecànica. La unitat de la resistència en el Sistema Internacional d'Unitats és l'ohm (Ω). Per a la seva mesura, en la pràctica existeixen diversos mètodes, entre els quals es troba l'ús d'un ohmnímetro. A més, la seva quantitat recíproca és la conductància, mesurada en Siemens.

A més, d'acord amb la llei d'Ohm la resistència d'un material pot definir-se com la raó entre la diferència de potencial elèctric i el corrent en que travessa aquesta resistència, així: 1

 

On R és la resistència en ohms, V és la diferència de potencial en volts i I és la intensitat de corrent en amperes.

3.2) Causes de la resistencia electrica?

En un metall, els àtoms estan disposats en una configuració de vidre similars. El tipus de metall es determinarà com es disposen els bons, i com de prop estan agrupats els àtoms. Els electrons poden habitar nivells d'energia. Generalment, només els electrons "externs" en un àtom interactuen per formar els enllaços amb altres àtoms. Aquests electrons externs es

mantenen a l'àtom amb una quantitat relativament petita d'energia. Normalment, habiten un nivell d'energia que anomenem la banda de valència. Aquest és el seu estat de "terra". L'addició d'energia pot augmentar aquests electrons de la banda de valència i la banda a "conducció". A la banda de conducció que són lliures de moure dins de l'estructura cristal • lina. L'aplicació d'un potencial elèctric influir-hi per moure en una direcció particular.

Ara, en un metall, la banda de valència està relativament a prop de la banda de conducció - és a dir, cal molt poca energia per causar electrons per saltar del seu estat de valència a la banda de conducció. De fet, pensem en els metalls que tenen una gran població d'electrons lliures a la banda de conducció en tot moment. Així l'aplicació de potencial elèctric farà que es mouen - un flux de corrent. Així, els metalls tenen generalment un relativament baix (encara que no zero) de resistència. En un material tal com vidre, hi ha una gran diferència d'energia entre la valència i la banda de conducció. Això vol dir que hi ha molt pocs electrons lliures disponibles per al flux de corrent, i es necessita una gran aportació d'energia per elevar qualsevol electrons a la banda de conducció.

Dins d'un conductor de metall, encara que hi ha electrons lliures, encara hi ha resistència al flux de corrent. Això pot ser descrita per models senzills, però pel que sembla només teories quàntiques d'electrons tractar amb precisió el comportament dels metalls sota condicions extremes, com temperatures molt baixes. Substitució de la idea dels electrons com partícules amb electrons com a ones resol els problemes dels models més senzills. Pot imaginar aquestes ones d'electrons oscil • lants a través de la retícula de metall (que també pot ser representat com una estructura en forma d'ona) - la interferència de l'estructura reticular amb els electrons causa resistència. Aquesta resistència és causada principalment per dues coses. Un d'ells és impureses en el metall, que causen irregularitats en la periodicitat de la xarxa. L'altre és la pertorbació o "vibració" de la xarxa causada per la calor. Atès que alguns de calor està sempre present (excepte en el zero absolut) sempre hi ha una mica de resistència d'aquesta font

que impedeix que els electrons de navegar a través.

-3.3) Seu efecte en el transport de Energia? La resistència és responsable d'una dissipació d'energia en forma de calor, aquesta propietat es denomina efecte Joule. Quan un corrent I flueix a través d'un objecte amb una

resistència R, l'energia elèctrica es converteix en calor en un proporció de potència igual a:

4) -Superconductors i la Superconductivitat

-4.1) Quan es va decobrir per primera vegada?

El descobriment

Ja en el segle XIX es van dur a terme diversos experiments per mesurar la resistència elèctrica a baixes temperatures, siendoJames Dewar el primer pioner en aquest camp.

No obstant això, la superconductivitat com a tal no es descobriria fins a 1911, any en què el físic holandès Heike Kamerlingh Onnes va observar que la resistència elèctrica del mercuri desapareixia bruscament en refredar a 4 K (-269 ° C), quan el que s'esperava era que disminuís gradualment fins al zero absolut. Gràcies als seus descobriments, principalment pel seu mètode per aconseguir la producció d'heli líquid, rebria dos anys més tard el premi Nobel de física. Durant els primers anys el fenomen va ser conegut com supraconductividad.

El 1913 es descobreix que un camp magnètic suficientment gran també destrueix l'estat superconductor, descobrint-tres anys després l'existència d'un corrent elèctric crítica.

Ja que es tracta d'un fenomen essencialment quàntic, no es van fer grans avanços en la comprensió de la superconductivitat, ja que la comprensió i les eines matemàtiques que disposaven els físics de l'època no van ser suficients per afrontar el problema fins als anys cinquanta. Per això, la investigació va ser fins llavors merament fenomenològica, com ara el descobriment de l'efecte Meissner el 1933 i la seva primera explicació mitjançant el desenvolupament de l'equació de London dos anys més tard per part dels germans Fritz i Heinz London.

Les teories principals

Els majors avanços en la comprensió de la superconductivitat van tenir lloc en els anys cinquanta: el 1950 és publicada la teoria Ginzburg-Landau, i el 1957 veuria la llum la teoria BCS.

La teoria BCS va ser desenvolupada per Bardeen, Cooper i Schrieffer (dels seus inicials sorgeix el nom BCS), gràcies al qual els tres rebrien el premi Nobel de física en 1972 Aquesta teoria es

va poder desenvolupar gràcies a dues pistes fonamentals ofertes per físics experimentals a principis dels anys cinquanta:

• el descobriment de l'efecte isotòpic en 1950 (que va vincular la superconductivitat amb la xarxa cristalina),

• i el descobriment de Lars Onsager en 1953 que els portadors de càrrega són en realitat parelles d'electrons anomenats parells de Cooper (resultat d'experiments sobre la quantització flux magnètic que passa a través d'un anell superconductor).

La teoria Ginzburg-Landau és una generalització de la teoria de London desenvolupada per Vitaly Ginzburg i Lev Landau en1950.1 Si bé aquesta teoria precedeix set anys a la teoria BCS, els físics d'Europa Occidental i els Estats Units li van prestar poca atenció pel seu caràcter més fenomenològic que teòric, unit a la incomunicació d'aquells anys entre ambdós costats del Teló d'Acer. Aquesta situació va canviar el 1959, any en què Lev Gor'kov va demostrar que es podia derivar rigorosament a partir de la teoria microscópica2 en un article que també va publicar a inglés.3

El 1962 Brian David Josephson va predir que podria haver corrent elèctric entre dos conductors fins i tot si hi hagués una petita separació entre aquests, a causa del efecte túnel. Un any més tard Anderson i Rowell ho van confirmar experimentalment. L'efecte seria conegut com a efecte Josephson, i està entre els fenòmens més importants dels superconductors, tenint gran varietat d'aplicacions, des de la magnetoencefalografia fins a la predicció de terratrèmols.

-4.2) Que és la Superconductivitat?

La superconductivitat(efecte pel qual un camp magnètic provoca l'aparició d'un corrent elèctric en un conductor.) és la capacitat intrínseca

que posseeixen certs materials per conduir el corrent elèctric amb resistència nul•la en determinades condicions. La superconductivitat es dóna per sota d'una determinada temperatura; no obstant això, no és suficient amb refredar el material, també és necessari no excedir un corrent crític ni un camp magnètic crític per poder mantenir l'estat superconductor. Aquesta propietat va ser descoberta en 1911 pel físic holandès Heike Kamerlingh Onnes, quan va observar que la resistència elèctrica del mercuri desapareixia quan el refredava a 4 K (-269 °C).

El fenomen es produeix en diversos materials: des d'elements simples, com l'estany i l'alumini, a semiconductors molt dopats i determinats compostos ceràmics que contenen plans d'àtoms de coure i oxigen. No es produeix en metalls com l'or o laplata ni en la majoria de metalls ferromagnètics.

La superconductivitat és un efecte purament quàntic, i no es pot entendre extrapolant les lleis clàssiques de la conductivitat elèctrica i l'electromagnetisme. Actualment, si bé es comprèn perfectament a nivell teòric el fenomen convencional de la superconductivitat, encara no es disposa d'una explicació teòrica per a la superconductivitat d'alta temperatura, descoberta el 1987 i que apareix en la majoria de cuprats.

-4.3) Que és un Superconductor

Un superconductor és un material que pot conduir l'electricitat o el transport dels electrons d'un àtom a un altre sense resistència. Això vol dir que no hi ha calor, so o qualsevol altra forma d'energia serien alliberats a partir del material quan ha arribat a "temperatura crítica" (Tc), o la temperatura a la qual el material es converteix en superconductor. Desafortunadament, la majoria dels materials han d'estar en un estat d'energia extremadament baixa (molt fred) per arribar a ser superconductor. S'estan realitzant investigacions per desenvolupar compostos que esdevenen superconductor a temperatures més altes. Actualment, una quantitat excessiva d'energia ha de ser utilitzat en el procés de refredament fent superconductors ineficient i antieconòmic.

Els superconductors són de dos tipus diferents: tipus I i tipus II. (1)

(http://www.superconductors.org/tc_graph.gif)

(http://www.superconductors.org/percht2.gif)

Tipus I Els superconductors

Un superconductor de tipus I es compon d'elements conductors bàsics que s'utilitzen en tot, des del cablejat elèctric per microxips d'ordinador. Actualment, els superconductors de tipus I tenen Tcs entre 0.000325 ° K i 7,8 ° K a pressió normal. Alguns superconductors de tipus I requereixen una increïble quantitat de pressió per tal d'aconseguir l'estat superconductor. Un d'aquests materials és sofre que, requereix una pressió de 9,3 milions d'atmosferes (9,4 x 1011 N / m2) i una temperatura de 17 K per arribar a la superconductivitat. Alguns altres exemples dels superconductors de tipus I inclouen Mercuri - 4,15 ° K, s'avança - 7,2 ° K, alumini - 1.175 ° K i Zinc - 0,85 ° K. Aproximadament la meitat dels elements en la taula periòdica se sap que són superconductors.

Els superconductors de tipus II

Un superconductor de tipus II es compon de compostos metàl · lics com ara coure o plom. Arriben a un estat superconductor a temperatures molt més altes en comparació amb els superconductors de tipus I. La causa d'aquest augment brusc de temperatura no s'entén completament. La major Tc aconseguir a pressió stardard, fins a la data, és de 135 K o -138 ° C per un compost (HgBa2Ca2Cu3O8)

que cau en un grup dels superconductors coneguts com perovskitas de cuprato. Aquest grup de superconductors generalment té una relació de 2 a 3 àtoms de coure àtoms d'oxigen, i es considera que és una ceràmica. Tipus superconductors II també pot ser penetrat per un camp magnètic, mentre que un tipus que no puc.

-4.4) Classifications of Superconductors • Resposta a un camp magnètic: Un superconductor pot ser de tipus I, el que significa que té un únic camp crític, per sobre del qual es perd tota la superconductivitat; o Tipus II, el que significa que té dos camps crítics, entre els quals permet la penetració parcial del camp magnètic.

• Per la teoria d'operació: És convencional si pot ser explicat per la teoria BCS o els seus derivats, o no convencional, en cas contrari.

• Per temperatura crítica: Un superconductor es considera generalment alta temperatura si s'arriba a un estat superconductor quan es refreda amb nitrogen líquid - és a dir, en només Tc> 77 K) - o baixa temperatura si es requereixen tècniques de refredament més agressives per aconseguir la seva temperatura crítica .

• Pel material: classes de materials superconductors inclouen elements químics (per exemple, mercuri o plom), aliatges (com el niobi-titani, germani-niobi, i nitrur de niobi), ceràmica (YBCO i diboruro de magnesi), o els superconductors orgànics (fullerens i els nanotubs de carboni , encara que tal vegada aquests exemples s'han d'incloure entre els elements químics, ja que es componen enterament de carboni).

5) -Experiment

6) -Conclusió(Qual es millor)