Supercondutividade
Professora Rosângela Moreira
Supercondutividade
É uma propriedade física de característica
intrínseca de certos materiais, quando se
esfriam a temperaturas extremamente baixas,
para conduzir corrente elétrica sem resistência
nem perdas, funcionando também como um
diamagneto perfeito - aqueles que são
ligeiramente repelidos pelos ímans - abaixo de
uma temperatura crítica.
Nota: Temperatura crítica: temperatura acima da
qual a substância pode existir somente na forma
de gás. A temperatura crítica da água é
374,15°C, do álcool etílico é 243,1°C.
Tipos de materias
Materiais diamagnéticos são aqueles que são
ligeiramente repelidos pelos ímans. Esse campo se
alinha em direção oposta ao do imã, e isso causa a
repulsão.
Materiais paramagnéticos são os materiais que são
ligeiramente atraídos pelos imãs.
Materiais ferromagnéticos. Mantêm os spins de seus
elétrons alinhados da mesma maneira, mesmo que
sejam retiradas da influência do campo magnético. Esse
alinhamento produz um outro campo e por isso materiais
ferromagnéticos são usados para produzir magnetos
permanentes. Materiais ferromagnéticos são: O Ferro, o
Níquel, o Cobalto e ligas que contenham, pelo menos
um desses elementos.
Sua história…
É importante saber que campos magnéticos são
diferentes de campos elétricos, embora um gere
o outro. Como já explicado, o primeiro se origina
do movimento de cargas elétricas, enquanto
que o campo elétrico surge apenas com uma
carga, não importando seu momento. O campo
magnético é perpendicular ao campo elétrico.
Em resumo:
Uma carga elétrica cria em torno de si um campo
elétrico.
Cargas elétricas em movimento criam em torno de
si campos magnéticos.
Resistência elétrica
Esta propriedade foi descoberta em 1911 pelo Heike
Kamerlingh Onnes, quando observou que a resistência
elétrica do mercúrio desaparecia quando resfriado a 4K
(-452°F, -269.15°C).
Até 1986, a temperatura mais elevada em que um
material se comporta como supercondutor é
apresentada por um composto de germânio-nióbio;
temperatura de transição: 23,2 K (ou -249,8º C). Para
isso também se usa hélio líquido, material caro e pouco
eficiente, o que impede seu uso em tecnologias que
procurem explorar o fenômeno.
Pesquisas recentes
Em 1986, os fisicos da IBM Karl,
Alexander Müller e Johannes Georg
Bedborz, conseguiram supercondutividade
em uma cerâmica composta de bário,
lantânio, cobre e oxigênio a 35K (-238ºC).
Essa descoberta possibilitou um grande
desenvolvimento nas pesquisas mundiais
de supercondutores, no sentido de se
conseguirem materiais que funcionem a
temperaturas cada vez mais elevadas.
Cerâmicas supercondutoras
Merecem destaque as descobertas do
físico Paul Ching-Wu Chu, cujo
desenvolveu uma cerâmica
supercondutora a 92K (-181ºC). Em 1993
esse mesmo cientista desenvolveu outra
cerâmica supercondutora, mas desta vez
a 160K (-113ºC).
Resistividade nula
O material supercondutor exibe duas
características: resistividade nula, quando
resfriado abaixo de certa temperatura
crítica, Tc, e diamagnetismo perfeito, ou
seja, exclusão do campo magnético de
seu interior. Esta última característica é
denominada efeito Meissner.
Maglev de Xangai
Comboio (trem) de levitação magnética ou
Maglev (Magnetic levitation transport)
É um veículo que transita numa linha elevada sobre o
chão e é propulsionado pelas forças atrativas e
repulsivas do magnetismo através do uso de
supercondutores. Devido à falta de contato entre o
veículo e a linha, a única fricção que existe, é entre o
aparelho e o ar. Por conseqüência, conseguem atingir
velocidades enormes, com baixo consumo de energia e
pouco ruído, (existem projetos para linhas de maglev
que chegariam aos 650 Km/h e também projetos como o
Maglev 2000 que, utlizando túneis pressurizados em
toda a extensão dos trilhos (3200 Km/h)). Embora a sua
enorme velocidade os torne potenciais competidores
das linhas aéreas, o seu elevado custo de produção
limitou-o, até agora, à existência de uma única linha
comercial, o transrapid de Xangai. Essa linha faz o
percurso de 30 km até ao Aeroporto Internacional de
Pudong em apenas 8 minutos.
Tecnologia
Existem três tipos primários de tecnologia
aplicada aos maglev. Uma que é baseada em
ímãs supercondutores (suspensão
eletrodinâmica), outra baseada na reação
controlada de eletroímãs, (suspensão
eletromagnética) e a mais recente e
potencialmente mais econômica que usa imãs
permanentes (Indutrack).
O Japão e a Alemanha, são os países que mais
têm pesquisado esta tecnologia, tendo
apresentado diversos projetos.
Maglev de Xangai
China
O comboio maglev de Xangai é um
projeto importado da Alemanha, o
Transrapid maglev, sendo capaz de uma
velocidade operacional de 430km/h e uma
velocidade máxima de 501km/h, ligando
Xangai ao Aeroporto Internacional de
Pudong desde Março de 2004.
Maglev de Xangai
China
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Maglev de Xangai
China
Para pensar…
“Os Gregos usavam contar boas histórias por meio de
mitos, a fim de explicar todos os aspectos humanos. Em
uma dessas histórias, é dito que a verdade estava
encerrada em um espelho. Uma vez que ele foi
quebrado, cada ser humano recebeu um pequeno
pedaço dele e desde então todo mundo é capaz de
expressá-la seguindo sua própria compreensão do quê
a Verdade deveria ser.”
http://blog.educacional.com.br/fisica-rosangela