O Seminário Supercondutores

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ – CAMPUS SOBRAL

CUR SO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Disciplina: Engenharia dos Materiais

Pr of essor (a): Washington Luiz Rodrigues de Queiroz

Alunos:

Ana Letícia Jorge de Sousa Veras

Pedro César Baltazar

Raquel De Albuquerque De Araújo

Matrícula: 411665

Matrícula: 402085

Matrícula: 519263

SUPERCONDUT ORES

Sobral – CE

2022

[pic 1]

SUMÁ RI O

1. INTRODUÇÃO........................................................................................................3

2. OBJETIVOS.............................................................................................................7

3. DESENVOLVIMENTO..........................................................................................8

3.1. Tiposdesupercondutores.................................................................................8

3.2. Evolução de materiais supercondutores metálicos ......................................10

3.3. Descoberta e evolução de supercondutores a altas temperaturas ..............11

3.4. Aplicações........................................................................................................13

3.5. Desvantagens...................................................................................................15

3.6. TeoriaBCS......................................................................................................16

4. CONCLUSÃO........................................................................................................18

REFERÊNCIAS......................................................................................................19

1. INT RODUÇÃO

Para tratarmos a respeito de supercondutividade é necessário introduzir o conceito

de condutividade e resistividade. A condutividade é uma propriedade que determinados

materi ai s têm de transportar cargas el étri cas ao l ongo de sua rede de átomos, e em

oposição a esse movimento existe a resistividade [1].

A maior parte das propriedades físicas variam com a temperatura, a relação entre

a temperatura e a resistividade é dada na equação abaixo:

(1)

푝 − 푝 = 푝 . 푎. (푇 − 푇 )

0

0

0

Em geral a relação entre a temperatura e a resistividade é razoavelmente linear

para a mai ori a dos metai s. A demai s, por mei o dessa relação, já se esperava que em

temperaturas mui to bai xas os materi ai s condutores apresentassem pouca ou nenhuma

resistência ao fluxo elétrico [1].

Temperatura é a grandeza física que mede o grau de agitação térmica, ou energia

ci néti ca, transl aci onal , rotacional e vibracional dos átomos e moléculas que constituem

um corpo. Quanto maior for a agitação das mol écul as, maior será a sua temperatura, a

Figura 1 ilustra esse comportamento, o maior espaço entre os átomos com o aumento de

temperatura ocorre pelo aumento da agitação [2].

Figura 1- O aumento de temperatura aumenta a agitação térmica

Fonte: GIFs de Física, (2019).

[pic 2]

Na escala macroscópica, a agitação térmi ca af eta a velocidade, bem como as

distâncias entre os átomos e moléculas de um corpo, desse modo, os efeitos percebidos

são as mudanças de estado físico causadas pela variação de temperatura [2].

Supercondutividade é um fenômeno elétrico que ocorre em determinados

materi ai s quando estão abai xo de certa temperatura, quando essa condição ocorre o

material supercondutor perde a resistência à corrente elétrica. A temperatura na qual eles

atingem a supercondutividade é denominado de temperatura crí ti ca (푇퐶), al ém da

temperatura crítica há também a densidade de corrente aplicada crítica, abai xo da qual

um material é supercondutor [1][3].

Quando a temperatura do material for menor que a crítica o estado supercondutor

dei x ará de exi sti r se for apl i cado um campo magnético suf i ci entemente grande,

denominado campo crítico (퐻퐶), que diminui com o aumento de temperatura [1][3].

Pode-se dizer que a descoberta dos materiais supercondutores ocorreu em Leiden

na Holanda por meio do trabalho de Heike Kamerlingh-Onnes, que em 1911 descobriu

que o mercúrio (퐻 ) abaixo de 4퐾, temperatura crítica na qual o퐻 passa a se comportar

como um supercondutor, podi a conduzir corrente el étri ca sem nenhuma resistência

aparente, podendo esta corrente persistir por um tempo indefinido. Onnes deu o nome de

supercondutividade a esse estranho fenômeno e dois anos após a sua descoberta, foi

agraciado com o prêmio Nobel de Física, em seu discurso, Onnes observou a influência

do campo magnético nos materiais supercondutores observando que esse estado podia ser

destruído com a apl i cação de um campo magnético suficientemente grande [1][3]. A

Figura 2 mostra uma foto de Heike Kamerlingh-Onnes.

Figura 2- Foto do cientista Heike Kamerlingh-Onnes

Fonte:

[pic 3]

Quando Onnes resolveu f azer ex peri ênci as com materi ai s condutores a bai xas

temperaturas, ele esperava três possíveis resultados, mostrados graficamente na Figura 3,

devido às teorias da época:

Figura 3- Características que poderiam influenciar a condutividade

Fonte: ROSA, [s.d.].

A curva 푎 ocorreria se a resistência fosse i ntei ramente devi do à obstrução das

...