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Supraconductivité
Article mis en ligne le 6 juin 2012 par Thomas Geai, 1èreS6
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Principes :

A très basses températures, proches de la température critique (-273°C) où tout mouvement disparait et ne reste que des effets quantiques, les propriétés électriques et magnétiques de certains matériaux tels le plomb, le mercure ou certains oxydes changent radicalement. Ces matériaux deviennent supraconducteurs : ils n’opposent plus aucune résistance au passage du courant électrique et expulsent les champs magnétiques. La supraconductivité permettrait notamment de transporter de l’électricité sans perte d’énergie.

Quand on applique une tension électrique à un métal, ce sont les électrons « libres », ceux autorisés à se déplacer, qui se mettent en mouvement. Ils sont chargés électriquement et ce mouvement des électrons crée le courant électrique. Le courant électrique appelé « I » qui apparait sous l’effet d’une tension appelée « U » s’écrit selon une loi appelée loi d’Ohm :

U=RI

R correspond à la résistance électrique qui est le ralentissement des électrons par les chocs subis par leurs passages dans un matériau car celui-ci résiste. Cette résistance provoque un échauffement du matériau, l’effet Joule, donc est à l’origine de la perte d’énergie. Mais vers la température critique la résistance électrique s’annule et donc le matériau conduit alors parfaitement le courant sans pertes d’énergie.

Quand le supraconducteur a été refroidi, on peut faire léviter un aimant grâce à deux effets : l’effet Meissner, et le piégeage des vortex. L’effet Meissner va repousser l’aimant du supraconducteur, alors que le piégeage des vortex va maintenir l’aimant à l’endroit où il se trouvait. Autrement dit, l’un repousse, et l’autre piège (sans attirer pour autant). Cela s’explique grâce aussi avec le champs magnétique qui va entourer le supraconducteur et le bloquer

vidéo : http://www.youtube.com/watch?v=KehU...

Applications :

La température, de nos jours, la plus haute pour la supraconductivité, dans un cuprate, est de -135°C

  • en électricité : L’électricité est devenue une source d’énergie incontournable dans notre vie moderne. Les câbles électriques actuels ne peuvent cependant transporter que des courants limités sous peine de trop chauffer et de fondre. Un réseau de câbles supraconducteurs permettrait de résoudre ce problème car on peut y faire circuler 10 000 fois plus de courant électrique : des câbles plus petits pour plus de courant. Un tel réseau n’est pas encore rentable car il faut refroidir les câbles pour qu’ils soient supraconducteurs donc ce qu’on gagne avec l’absence de dissipation, on le perd dans les coûts de refroidissement du câble.
  • dans la médecine : avec l’IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) permettant de « voir » dans le corps humain, sans aucun effet néfaste contrairement à la plupart des autres méthodes comme le scanner à rayons X. avec le MEG (MagnétoEncéphaloGraphie) pour observer le cerveau
  • dans le transport ferroviaire : avec un train qui lévite qui permet d’avoir un vitesse moyen de 500km/h
  • dans la physique : la supraconductivité est utilisée dans les accélérateurs de particules comme le CERN qui permet de construire des accélérateurs plus puissants et plus compacts
  • dans l’ astrophysique : avec le bolomètre supraconducteur qui peut détecter le rayonnement de l’Univers, de mesurer le fond cosmologique et qui peut être utilisé pour la détection de planètes en dehors du système solaire. Ces détecteurs fonctionnent à très basse température et permettent d’étudier de façon extrêmement sensible un rayonnement faible, tel que le rayonnement fossile à 3 K.

La supraconductivité est donc une réalité dès aujourd’hui, même si son usage reste limité par les températures nécessaires à son bon fonctionnement.

Aujourd’hui la supraconductivité est un domaine de recherche extrêmement actif donc si vous êtes intéressé par ce phénomène participez dans ces recherches car je pense que cette découverte vieille d’une siècle est un phénomène qui servira pour l’humanité

vois-ci ma source un site très intéressant : http://www.supraconductivite.fr/fr/...

Thomas Geai 1ère S 606



— > un bon mois et demi de retard et rendu à la dernière minute !!
— > article intéressant mais malheureusement ne se servant pas assez des notions vues en cours ; tu aurais dû donner l’expression de l’énergie perdue par effet joule (proportionnel à R) car on aurait alors mieux compris que si R=0 alors l’énergie perdue est nulle aussi.
— > le paragraphe sur la lévitation serait à retravailler : on y comprend rien et visiblement toi non plus :)
— > tu emploies des termes qui mériteraient d’être définis : "rayonnement fossile", ..."température critique" qui n’est pas de -273°C, ça c’est le zéro absolu ; tu confonds un peu les temps je crois.
PS :

J’espère que vous avez compris comment fonctionne la lévitation dans les spectacle de magie.

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  • champ magnétique en état supraconducteur
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  • Champ magnétique en état normal
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