Explique o que é e forneça exemplos de aplicação de:
material supercondutor
material supercondutor
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente explicar o que é um material supercondutor e dar exemplos de onde ele aparece. Isso é assunto de Física do estado sólido / eletromagnetismo. Pra resolver precisamos entender:
- o que é resistência elétrica e resistividade;
- como alguns materiais, abaixo de uma certa temperatura, perdem totalmente a resistência;
- o efeito Meissner (expulsão de campo magnético).
Passo 2
Antes de mais nada, lembra que um condutor “normal” oferece uma certa resistência ao fluxo de elétrons. A gente costuma medir isso pela resistividade ρ, dada por
onde R é a resistência, A a área da seção e L o comprimento do fio. Num supercondutor, quando a temperatura T cai abaixo de um valor crítico
Isso acontece porque os elétrons passam a se “emparelhar” em pares de Cooper e se movem sem espalhar (sem colisões que gerem calor).
Passo 3
Outro ponto-chave é o efeito Meissner: quando o material vira supercondutor, ele expulsa campos magnéticos do seu interior. Isso faz dele um diamagneto perfeito. Na prática, um imã próximo a um supercondutor abaixo de
“levita” porque o campo não penetra no material.
Passo 4
Vamos aos exemplos de aplicação:
- Ressonância Magnética (MRI) – os ímãs supercondutores geram campos intensos (várias teslas) sem aquecer, pois não perdem energia por resistência.
- Trens Maglev – usam trilhos supercondutores para levitar e reduzir quase totalmente o atrito.
- Aceleradores de partículas – os ímãs supercondutores guiam feixes de partículas em alta energia com eficiência.
- SQUIDs (detectores de campo magnético) – circuitos supercondutores sensíveis a variações mínimas de fluxo magnético.
Resposta
Um material supercondutor é aquele que, abaixo de uma temperatura crítica
, apresenta resistividade zero e expulsa campos magnéticos (efeito Meissner). Exemplos de uso prático são ímãs de ressonância magnética, trens maglev, aceleradores de partículas e sensores SQUID.