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Supercondutividade. Professora Rosângela Moreira. Supercondutividade.
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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.
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 ímãssupercondutores (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 Transrapidmaglev, 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.
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
