Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
Les supraconducteurs ont la propriété à une température donnée dite critique d'être parfaitement conducteurs de l'électricité. L’état supraconducteur se distingue de l’état normal par de nombreuses et diverses propriétés présentées dans cet article. La découverte des supraconducteurs à haute température critique, globalement supérieure à 80K, ouvre des débouchés commerciaux pour ces matériaux.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pascal TIXADOR : Directeur de Recherche au CNRS - Laboratoire d’électrotechnique de Grenoble (LEG) - Centre de recherche sur les très basses températures (CRTBT)
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Yves BRUNET : Professeur à l’Institut national polytechnique de Grenoble (INPG) - Laboratoire d’électrotechnique de Grenoble (LEG) - Centre de recherche sur les très basses températures (CRTBT)
INTRODUCTION
La supraconductivité est un phénomène remarquable, découvert dès 1911, dont la principale propriété est de rendre le matériau parfaitement et brutalement conducteur de l’électricité en dessous d’une température dite critique. Cependant, il a fallu attendre les années 1960 pour voir les premières applications réelles des supraconducteurs qui restent néanmoins encore aujourd’hui limitées à certaines niches. La découverte d’oxydes supraconducteurs présentant des températures critiques supérieures à 80 K, d’où le terme de « supraconducteurs à haute température critique », rend possible le développement commercial des applications supraconductrices. Bien d’autres matériaux présentent une supraconductivité (cf. encadré A), ce phénomène n’est donc pas rare.
L’état supraconducteur se distingue de l’état normal par de nombreuses et diverses propriétés qui seront présentées dans cet article. Les applications seront présentées dans les articles :
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Supraconducteurs – Structure et comportement des fils Supraconducteurs- Structure et comportement des fils ;
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Supraconducteurs – Environnement et applications Supraconducteurs- Environnement et applications.
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Présentation
Diagramme de phase. Types de supraconductivité2. Diamagnétisme. Effet Meissner
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Un conducteur parfait, avec une résistivité, donc un champ électrique
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, strictement nuls, ne peut voir de variation d’induction magnétique
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conformément à l’équation de Maxwell-Faraday :![]()
d’où
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.L’induction magnétique, constante dans le temps, est fixée par les conditions initiales.
, strictement nuls, ne peut voir de variation d’induction magnétique
conformément à l’équation de Maxwell-Faraday :
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Pour un supraconducteur, contrairement à un conducteur parfait, l’induction magnétique est, dans certaines conditions bien particulières de champ magnétique, toujours nulle quelles que soient les conditions initiales. L’état magnétique est indépendant de l’histoire du matériau et la courbe d’aimantation est donc réversible. Cette expulsion systématique du flux magnétique du supraconducteur a été découverte en 1933 par Walter Meissner et Robert Ochsenfeld. Elle est connue comme l’effet Meissner. C’est, avec la disparition de la résistivité, la véritable signature de l’état supraconducteur. Refroidit sous champ, un supraconducteur présente une aimantation négative en dessous de la température critique. Dans les mêmes conditions, un conducteur parfait ne développe aucune aimantation puisqu’il ne voit aucune variation d’induction.
L’expérience spectaculaire de l’aimant flottant au‐dessus d’un supraconducteur n’est en général pas basée sur l’effet Meissner. En particulier, l’effet Meissner ne peut pas expliquer la stabilité et encore moins la suspension possible d’un supraconducteur en dessous d’un aimant.
Le modèle des deux fluides, adapté de la théorie de l’hélium superfluide, est une description phénoménologique de l’état supraconducteur. Il explique l’effet...
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Diamagnétisme. Effet Meissner
BIBLIOGRAPHIE
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(6) - KIM (Y.B.), HEMPSTEAD (C.F.), STRNAD (A.R.) - Critical persistent currents in hard superconductors. - ...
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