supercondutividade

SupercondutividadeSupercondutividade

Professora Rosângela MoreiraProfessora Rosângela Moreira

SupercondutividadeSupercondutividade

É uma propriedade física de característica É uma propriedade física de característica intrínseca de certos materiais, quando se intrínseca de certos materiais, quando se esfriam a esfriam a temperaturastemperaturas extremamente baixas, extremamente baixas, para conduzir para conduzir correntecorrente elétrica sem elétrica sem resistênciaresistência nem perdas, funcionando também como um nem perdas, funcionando também como um diamagnetodiamagneto perfeito - perfeito - aqueles que são aqueles que são ligeiramenteligeiramente repelidos pelos ímans - repelidos pelos ímans - abaixo de abaixo de uma temperatura crítica. uma temperatura crítica.

Nota: Temperatura crítica: temperatura acima da Nota: Temperatura crítica: temperatura acima da qual a substância pode existir somente na forma qual a substância pode existir somente na forma de gás. A temperatura crítica da água é de gás. A temperatura crítica da água é 374,15°C, do álcool etílico é 243,1°C. 374,15°C, do álcool etílico é 243,1°C.

Tipos de materiasTipos de materias

Materiais Materiais diamagnéticosdiamagnéticos são aqueles que são são aqueles que são ligeiramenteligeiramente repelidos pelos repelidos pelos ímansímans. Esse campo se . Esse campo se alinha em direção oposta ao do imã, e isso causa a alinha em direção oposta ao do imã, e isso causa a repulsão.repulsão.Materiais paramagnéticosMateriais paramagnéticos são os materiais que são são os materiais que são ligeiramenteligeiramente atraídos pelos imãs. atraídos pelos imãs. Materiais ferromagnéticosMateriais ferromagnéticos. Mantêm os spins de seus . Mantêm os spins de seus elétrons alinhados da mesma maneira, mesmo que elétrons alinhados da mesma maneira, mesmo que sejam retiradas da influência do campo magnético. Esse sejam retiradas da influência do campo magnético. Esse alinhamento produz um outro campo e por isso materiais alinhamento produz um outro campo e por isso materiais ferromagnéticos são usados para produzir magnetos ferromagnéticos são usados para produzir magnetos permanentes. Materiais ferromagnéticos são: O permanentes. Materiais ferromagnéticos são: O FerroFerro, o , o NíquelNíquel, o , o CobaltoCobalto e ligas que contenham, pelo menos e ligas que contenham, pelo menos um desses elementos.um desses elementos.

Sua história…Sua história…

É importante saber que campos magnéticos são É importante saber que campos magnéticos são diferentes de campos elétricos, embora um gere diferentes de campos elétricos, embora um gere o outro. Como já explicado, o primeiro se origina o outro. Como já explicado, o primeiro se origina do movimento de cargas elétricas, enquanto que do movimento de cargas elétricas, enquanto que o campo elétrico surge apenas com uma carga, o campo elétrico surge apenas com uma carga, não importando seu momento. O campo não importando seu momento. O campo magnético é perpendicular ao campo elétrico.magnético é perpendicular ao campo elétrico.

Em resumo:Em resumo:Uma carga elétrica cria em torno de si um campo Uma carga elétrica cria em torno de si um campo

elétrico.elétrico.Cargas elétricas em movimento criam em torno de Cargas elétricas em movimento criam em torno de

si campos magnéticos.si campos magnéticos.

Resistência elétricaResistência elétrica

Esta propriedade foi descoberta em 1911 pelo Heike Esta propriedade foi descoberta em 1911 pelo Heike Kamerlingh Onnes, quando observou que a resistência Kamerlingh Onnes, quando observou que a resistência elétrica do mercúrio desaparecia quando resfriado a 4K elétrica do mercúrio desaparecia quando resfriado a 4K (-452°F, -269.15°C).(-452°F, -269.15°C).

Até 1986, a temperatura mais elevada em que um Até 1986, a temperatura mais elevada em que um material se comporta como supercondutor é material se comporta como supercondutor é apresentada por um composto de germânio-nióbio; apresentada por um composto de germânio-nióbio; temperatura de transição: 23,2 K (ou -249,8º C). Para temperatura de transição: 23,2 K (ou -249,8º C). Para isso também se usa hélio líquido, material caro e pouco isso também se usa hélio líquido, material caro e pouco eficiente, o que impede seu uso em tecnologias que eficiente, o que impede seu uso em tecnologias que procurem explorar o fenômeno.procurem explorar o fenômeno.

Pesquisas recentesPesquisas recentes

Em 1986, os fisicos da IBM Karl, Em 1986, os fisicos da IBM Karl, Alexander Müller e Johannes Georg Alexander Müller e Johannes Georg Bedborz, conseguiram supercondutividade Bedborz, conseguiram supercondutividade em uma cerâmica composta de em uma cerâmica composta de báriobário, , lantâniolantânio, , cobrecobre e e oxigêniooxigênio a 35K (-238ºC). a 35K (-238ºC). Essa descoberta possibilitou um grande Essa descoberta possibilitou um grande desenvolvimento nas pesquisas mundiais desenvolvimento nas pesquisas mundiais de supercondutores, no sentido de se de supercondutores, no sentido de se conseguirem materiais que funcionem a conseguirem materiais que funcionem a temperaturas cada vez mais elevadas.temperaturas cada vez mais elevadas.

Cerâmicas supercondutorasCerâmicas supercondutoras

Merecem destaque as descobertas do Merecem destaque as descobertas do físico Paul Ching-Wu Chu, cujo físico Paul Ching-Wu Chu, cujo desenvolveu uma cerâmica desenvolveu uma cerâmica supercondutora a 92K (-181ºC). Em 1993 supercondutora a 92K (-181ºC). Em 1993 esse mesmo cientista desenvolveu outra esse mesmo cientista desenvolveu outra cerâmica supercondutora, mas desta vez cerâmica supercondutora, mas desta vez a 160K (-113ºC).a 160K (-113ºC).

Resistividade nulaResistividade nula

O material supercondutor exibe duas O material supercondutor exibe duas características: características: resistividaderesistividade nula, quando nula, quando resfriado abaixo de certa temperatura resfriado abaixo de certa temperatura crítica, Tc, e crítica, Tc, e diamagnetismodiamagnetismo perfeito, ou perfeito, ou seja, exclusão do campo magnético de seja, exclusão do campo magnético de seu interior. Esta última característica é seu interior. Esta última característica é denominada denominada efeito Meissnerefeito Meissner..

Maglev de XangaiMaglev de Xangai

Comboio (trem) de levitação magnéticaComboio (trem) de levitação magnética ou ou MaglevMaglev (Magnetic levitation transport) (Magnetic levitation transport)

É um veículo que transita numa linha elevada sobre o chão É um veículo que transita numa linha elevada sobre o chão e é propulsionado pelas forças atrativas e repulsivas do e é propulsionado pelas forças atrativas e repulsivas do magnetismomagnetismo através do uso de através do uso de supercondutoressupercondutores. Devido à . Devido à falta de contato entre o veículo e a linha, a única falta de contato entre o veículo e a linha, a única fricçãofricção que existe, é entre o aparelho e o que existe, é entre o aparelho e o arar. Por conseqüência, . Por conseqüência, conseguem atingir velocidades enormes, com baixo conseguem atingir velocidades enormes, com baixo consumo de consumo de energiaenergia e pouco ruído, (existem projetos para e pouco ruído, (existem projetos para linhas de maglev que chegariam aos 650 linhas de maglev que chegariam aos 650 Km/hKm/h e também e também projetos como o Maglev 2000 que, utlizando túneis projetos como o Maglev 2000 que, utlizando túneis pressurizados em toda a extensão dos trilhos (3200 Km/h)). pressurizados em toda a extensão dos trilhos (3200 Km/h)). Embora a sua enorme velocidade os torne potenciais Embora a sua enorme velocidade os torne potenciais competidores das competidores das linhas aéreaslinhas aéreas, o seu elevado custo de , o seu elevado custo de produção limitou-o, até agora, à existência de uma única produção limitou-o, até agora, à existência de uma única linha comercial, o linha comercial, o transrapid de Xangaitransrapid de Xangai. Essa linha faz o . Essa linha faz o percurso de 30 km até ao percurso de 30 km até ao Aeroporto Internacional de PudongAeroporto Internacional de Pudong em apenas 8 minutos. em apenas 8 minutos.

TecnologiaTecnologia

Existem três tipos primários de tecnologia Existem três tipos primários de tecnologia aplicada aos maglev. Uma que é baseada em aplicada aos maglev. Uma que é baseada em ímãsímãs supercondutoressupercondutores (suspensão (suspensão eletrodinâmica), outra baseada na reação eletrodinâmica), outra baseada na reação controlada de controlada de eletroímãseletroímãs, (suspensão , (suspensão eletromagnética) e a mais recente e eletromagnética) e a mais recente e potencialmente mais econômica que usa imãs potencialmente mais econômica que usa imãs permanentes (Indutrack).permanentes (Indutrack).O O JapãoJapão e a e a AlemanhaAlemanha, são os países que mais , são os países que mais têm pesquisado esta tecnologia, tendo têm pesquisado esta tecnologia, tendo apresentado diversos projetos. apresentado diversos projetos.

Maglev de XangaiMaglev de Xangai China China

O comboio O comboio maglevmaglev de de XangaiXangai é um projeto é um projeto importado da importado da AlemanhaAlemanha, o , o TransrapidTransrapid maglevmaglev, sendo capaz de uma velocidade , sendo capaz de uma velocidade operacional de 430km/h e uma velocidade operacional de 430km/h e uma velocidade máxima de 501km/h, ligando máxima de 501km/h, ligando XangaiXangai ao ao Aeroporto Internacional de PudongAeroporto Internacional de Pudong desde desde Março de Março de 20042004..


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Para pensar…Para pensar…

““Os Gregos usavam contar boas histórias por meio de Os Gregos usavam contar boas histórias por meio de mitos, a fim de explicar todos os aspectos humanos. Em mitos, a fim de explicar todos os aspectos humanos. Em uma dessas histórias, é dito que a verdade estava uma dessas histórias, é dito que a verdade estava encerrada em um espelho. Uma vez que ele foi encerrada em um espelho. Uma vez que ele foi quebrado, cada ser humano recebeu um pequeno quebrado, cada ser humano recebeu um pequeno pedaço dele e desde então todo mundo é capaz de pedaço dele e desde então todo mundo é capaz de expressá-la seguindo sua própria compreensão do quê a expressá-la seguindo sua própria compreensão do quê a Verdade deveria ser.”Verdade deveria ser.”

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