Un aimant supraconducteur est un électro-aimant dont les bobines sont constituées d’un supraconducteur de type II. Il peut facilement créer des champs magnétiques stables de 100,000 8,000,000 Oersted (XNUMX XNUMX XNUMX ampères par mètre). Ils produisent des champs magnétiques plus puissants que les électro-aimants à noyau de fer standard et coûtent moins cher à faire fonctionner.
Afin de comprendre ce qu’est un aimant supraconducteur, il est important d’en savoir un peu plus sur la supraconductivité. Lorsque certains métaux et céramiques sont refroidis à partir d’une plage de degrés proche du zéro absolu, ils perdent leur résistance électrique. Cette température est appelée température critique (Tc) et est différente pour chaque matériau. Lorsqu’il n’y a pas de résistance électrique, les électrons peuvent se déplacer librement dans tout le matériau. L’élément peut contenir de grandes quantités de courant pendant de longues périodes sans perdre d’énergie sous forme de chaleur. Cette capacité à retenir une charge électrique extrême est appelée supraconductivité.
La plupart des métaux ont une sorte de structure atomique tissée. Leurs électrons sont maintenus de manière lâche, de sorte qu’ils peuvent facilement entrer et sortir du motif tissé. Lorsque les électrons se déplacent, ils entrent en collision avec des atomes et perdent de l’énergie sous forme de chaleur. Les métaux peuvent très bien chauffer et conduire l’électricité à cause de cela. C’est pourquoi les casseroles et poêles et des choses comme les fours grille-pain sont construits en métal.
Dans un supraconducteur, les électrons voyagent par paires et se déplacent entre les atomes, au lieu d’entrer en collision avec eux. Lorsqu’un électron chargé négativement se déplace à travers le tissage avec des atomes chargés positivement, il tire sur ces atomes positifs. Un autre électron est attiré vers la résistance et s’apparie avec l’électron d’origine. Ils se libèrent constamment et se joignent à d’autres électrons, mais avec peu ou pas de résistance. Pour cette raison, ils ne perdent pas de chaleur et d’énergie comme le métal standard.
Les supraconducteurs de type II sont du type utilisé dans les bobines d’un aimant supraconducteur. Un supraconducteur de type II atteint Tc à une température plus basse que les supraconducteurs de type I. Ils ont une transition progressive de supraconducteur à leur état normal dans un champ magnétique. Ces deux caractéristiques leur permettent de conduire des courants plus élevés que le type I.
Un aimant supraconducteur peut être utilisé pour la lévitation magnétique. Dans l’effet Meissner, un disque supraconducteur est placé sous un aimant et refroidi à l’aide d’azote liquide. Le supraconducteur est ouvert pour accepter une charge car il est refroidi, l’aimant induit un courant et donc un champ magnétique dans le supraconducteur, et l’aimant commence à flotter au-dessus de ce champ.
Des recherches sont en cours pour utiliser un aimant supraconducteur pour un système de train en lévitation. Il est également envisagé pour fabriquer des aimants petits mais puissants utilisés pour l’imagerie par résonance magnétique (IRM). Les plans à long terme incluent la découverte de matériaux capables de produire de la supraconductivité sans geler. Si ce matériau est découvert, il changera l’avenir de nombreux domaines, notamment le transport et la production d’énergie.