Estudio de fenómenos inductivos en enfrentamientos coaxiales entre elementos superconductores de alta temperatura crítica

Resumo

La nula resistencia eléctrica que presenta la fase superconductora de un material, se traduce en que el flujo magnético que lo atraviesa debe permanecer constante. Esta característica provoca que, durante un enfrentamiento coaxial entre dos anillos superconductores, exista una variación de las corrientes eléctricas de cada uno de ellos. En trabajos anteriores se estudió la variación de la fuerza ejercida entre dos anillos superconductores enfrentados, observando un aumento de la misma si el enfrentamiento era de carácter repulsivo, y una disminución si era de carácter atractivo. Del mismo modo, se calculó de forma teórica cuales serían las corrientes asociadas a las fuerzas registradas, llegando a la conclusión de que en configuración repulsiva se podría incrementar la corriente por encima de la densidad de corriente crítica. El objetivo principal de este trabajo es verificar que este incremente de corriente efectivamente tiene lugar, lo que hace necesario la realización de una medida directa de corriente durante el enfrentamiento repulsivo entre dos anillos superconductores. Del mismo modo, se estudia la viabilidad de un sistema de almacenamiento de energía basado en el enfrentamiento coaxial y repulsivo de elementos superconductores, el cual almacene la energía mecánica de la aproximación, en forma de energía electromagnética, como aumento de las corrientes eléctricas en el caso concreto de anillos superconductores. Para conseguir nuestros objetivos, es necesario diseñar y construir un dispositivo basado en la ley de Amperè, cuyo funcionamiento consiste en cuatro sondas Hall que recorren un contorno cerrado alrededor de una sección de uno de los anillos, registrando valores de campo magnético. Según la ley de Amperè, la circulación del campo magnético a lo largo del contorno citado es directamente proporcional a la intensidad de corriente que circula por el anillo. Finalmente, se plantea si existe alguna diferencia entre enfrentar elementos superconductores que únicamente presenten vórtices superconductores y enfrentar elementos superconductores que presente una corriente eléctrica, donde la contribución de vórtices superconductores es despreciable. Para dar respuesta a esta cuestión, se realiza un estudio de la variación de la fuerza ejercida en función de la distancia entre dos discos superconductores, cuyos resultados serán comparados con las medidas equivalentes realizadas con anillos superconductores.