¿Puede un cable superconductor conducir corriente ilimitada?

Un cable superconductor no tiene resistencia eléctrica y, como tal, no se calienta cuando la corriente lo atraviesa. Los cables no superconductores pueden dañarse con demasiada corriente, porque se calientan demasiado y se derriten. Pero dado que la corriente es el flujo de electrones, ¿seguramente no pueden fluir electrones ilimitados?

Respuestas (3)

El problema de tratar de pasar grandes cantidades de corriente a través de un superconductor es que cualquier corriente que fluya crea un campo magnético que gira a su alrededor ( ley de Ampere ). Un superconductor también expulsa todos los campos magnéticos del interior de sí mismo ( efecto Meissner ), por lo que lo que se obtiene son muchas líneas de campo magnético agrupadas justo fuera de la superficie del superconductor, lo que genera un fuerte campo magnético allí.

Los campos magnéticos matan la superconductividad. Cada superconductor tiene un "campo crítico" en el que deja de ser superconductor (que en realidad depende en gran medida de la temperatura). Entonces, en algún momento, el campo magnético producido por la corriente será demasiado para que el superconductor lo maneje, y se "apagará", lo que significa que deja de ser superconductor abruptamente, y luego la energía en el flujo de corriente se convierte rápidamente en calor.

¡La extinción de un imán superconductor puede producir una explosión considerable!

Tenga en cuenta que puede hablar de una "densidad de corriente crítica", pero el origen físico real de esto es como lo he descrito. La densidad de corriente crítica ciertamente NO se debe a la escasez de electrones o a una limitación en su velocidad.
Acordado. Simplemente estaba indicando el resultado, no el procedimiento cómo.
"¡La extinción de un imán superconductor puede producir una explosión considerable!" Cierto, pero esto no tiene nada que ver con la superconductividad en sí.
"Un superconductor también expulsa todos los campos magnéticos de su interior (efecto Meissner)". Esto es cierto solo para el tipo I SC o para el tipo II por debajo del primer campo crítico. Normalmente los imanes son de tipo II operando entre los campos críticos, en ese caso el campo penetra parcialmente en el material.
"¡La extinción de un imán superconductor puede producir una explosión considerable!" Ligeramente fuera de tema, pero ¿es eso lo que le sucedió al LHC hace un tiempo?
Pero esto parece aplicarse solo a AC. ¿Cuál es la barrera para las altas corrientes de CC? ¡No puede ser autoinductancia, ya que no hay cambio en el campo magnético en DC!
@ManRow también se aplica a las corrientes de CC. Esto se debe a que para expulsar el campo magnético que ha creado su corriente, el superconductor magnetiza en sentido contrario (su diamagnético) y esta magnetización cuesta energía. Cuando esta energía es mayor que la diferencia de energía libre entre el estado superconductor y el normal, es energéticamente favorable para que el material pase a su fase normal y deje de ser superconductor. Este proceso de magnetización ocurre incluso cuando el campo es constante (como el generado por una corriente continua).

Hay una densidad de corriente crítica para cada superconductor donde el superconductor actúa como un conductor ordinario y se puede medir una diferencia de voltaje entre sus extremos.

Como un lado que no es corriente no es necesariamente el flujo de electrones, tome AC, por ejemplo, que se representa mejor como el flujo de ondas electromagnéticas.
¿Y esto implica que hay corriente crítica para cualquier pieza de superconductor? ¿Determinado por la densidad de corriente crítica y su geometría?
Depende de muchos factores, pero sí, no existe tal problema con una conductividad infinita para todos los valores actuales.
@endolith: acabo de leer tu pregunta nuevamente y sí, también existe algo llamado corriente crítica que es exactamente lo que has definido =).

Además de los límites fundamentales señalados por otros, existe el problema de la ingeniería práctica de lidiar con el calentamiento creciente en el punto donde el superconductor se une a las partes normalmente conductoras de su circuito.

Hazlo mal y "¡Hola, Quench City!"

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