O que é um fio supercondutor?

Um material supercondutor é aquele que, abaixo de uma certa temperatura muito baixa, não possui nenhuma resistência elétrica. Um fio supercondutor, então, é um comprimento de fio feito de materiais supercondutivos. Enquanto a maioria dos fios é feita de metais flexíveis, alguns dos melhores materiais para supercondutores são quebradiços, portanto, eles devem ser embalados em pó em um tubo para serem usados. O fio supercondutor é útil porque permite uma densidade de corrente mais alta que os fios tradicionais. Assim como outros supercondutores, no entanto, o fio supercondutor requer temperaturas muito baixas para funcionar, e o processo de refrigeração pode ser bastante caro.

A alta densidade de corrente é uma das principais considerações no projeto do circuito e é altamente importante no projeto de pequenos chips integrados para dispositivos eletrônicos portáteis. A densidade de corrente pode ser simplesmente descrita como a densidade da carga elétrica que flui através de um material condutor. A maioria dos tipos de condutores, devido à resistência elétrica, rearrendamento uma grande quantidade de calor em densidades particularmente altas de corrente. O fio supercondutor, por outro lado, não possui resistência elétrica; portanto, a liberação do excesso de calor não é um problema. O fio supercondutor pode, no entanto, gerar níveis de densidade de corrente tão altos que geram um campo magnético que pode ter um efeito deletério na supercondutividade.

Um dos principais desafios da implementação com sucesso de fios supercondutores é a necessidade de temperaturas extremamente baixas. Os materiais supercondutivos perdem sua supercondutividade e começam a ter resistência elétrica acima de uma certa temperatura limiar, por isso é essencial que os materiais sejam mantidos abaixo dessa temperatura. Muitos tipos de fio supercondutor devem ser mantidos em temperaturas bem abaixo de 30 Kelvin (-406 ° F), exigindo o uso de hélio líquido ou nitrogênio líquido. Alguns tipos de supercondutores, em um fenômeno conhecido como "higA supercondutividade da temperatura H "pode ​​funcionar em temperaturas tão altas quanto 125 Kelvin (-235 ° F). O resfriamento desses materiais supercondutivos, embora ainda não seja uma tarefa simples, é menos dispendiosa do que gerenciar as temperaturas extremamente baixas necessárias para os outros.

Infelizmente, é bastante difícil transformar muitas formas de supercondutores, particularmente supercondutores de alta temperatura, em fios supercondutores. Muitos materiais supercondutores de alta temperatura são bastante quebradiços; portanto, desenvolvê-los em fios flexíveis típicos não é plausível. Muitas vezes, é necessário encher um tubo com uma forma de pó do material supercondutor. Em muitos casos, o pó é fechado em algum tipo de metal, aquecido e comprimido em um fio largo e plano. Esse fio supercondutor não possui a flexibilidade do fio tradicional, mas pode ser bastante útil.