Mostrar registro simples

dc.contributor.authorRocha, Maycon Vinícius Rodrigues
dc.date.accessioned2023-07-24T16:25:22Z
dc.date.available2023-07-24T16:25:22Z
dc.date.issued2023-04-06
dc.identifier.citationROCHA, Maycon Vinícius Rodrigues. Influência da geometria de anéis para geração de campos magnéticos inomogêneos em dispositivos supercondutores. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Física) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18300.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18300
dc.description.abstractConducting materials transport electric currents very effectively due to their low resistivity. A conductor's electric current distribution induces a magnetic field around it, which the Ampère-Maxwell Law can describe. On the other hand, a superconducting material transports current even more efficiently, as it has no resistance to the passage of electric current. In particular, a type-II superconductor admits magnetic flux penetration into its interior through magnetic flux quanta surrounded by supercurrents, named vortices, preserving the superconducting state. The organization of vortices in the sample depends on several factors, such as geometry and defects present in the sample. The so-called critical state models can describe the macroscopic relationship between the magnetic flux density inside the material and its critical current density. A commonly used strategy for increasing the critical current density of superconductors is to include artificial defect networks that anchor vortices. However, recent studies show that the same result can be obtained by cooling the superconductor under inhomogeneous magnetic fields. In this work, we investigate magnetic fields generated by transport currents in thin films, conductors, and superconductors, varying their geometries. The first part of this work is theoretical, containing simulations of thin films in the presence of applied field and transport currents. For that, the so-called TA formulation was used to deal with the thin film geometry for both cases. The constitutive relation E−J and the well-known Bean critical state model were also considered for superconductors. The simulations agreed with what was expected by the analytical results. They allowed us to conclude that, near the tape, fields generated by moderate currents carried by superconductors are more intense than those generated by conductors. Furthermore, considering critical current data for typical superconducting thin films prepared in our research group, we found that wider superconducting tapes generate more intense fields in their surroundings than thicker tapes. In the second part, aluminum strips with different widths were prepared and investigated to validate part of the simulations. Using the experimental technique of Magneto-Optical Imaging, the magnetic flux density distributions of these tapes were compared with the theoretical results, showing that it is possible to use the simulation techniques employed to describe realistic situations.eng
dc.description.sponsorshipNão recebi financiamentopor
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectSupercondutividadepor
dc.subjectFilmes finospor
dc.subjectCampo magnético inomogêneopor
dc.subjectSuperconductivityeng
dc.subjectInhomogeneous magnetic fieldeng
dc.titleInfluência da geometria de anéis para geração de campos magnéticos inomogêneos em dispositivos supercondutorespor
dc.title.alternativeInfluence of the ring geometry for generating inhomogeneous magnetic fields in superconducting deviceseng
dc.typeTCCpor
dc.contributor.advisor1Motta, Maycon
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8340540626164812por
dc.description.resumoMateriais condutores possuem a propriedade de transportar correntes elétricas de maneira muito eficaz devido à sua baixa resistividade. Uma distribuição de corrente elétrica em um condutor induz um campo magnético ao seu redor, que pode ser descrito pela Lei de Ampère-Maxwell. Em contrapartida, um material supercondutor realiza o transporte de corrente de maneira ainda mais eficiente, pois não apresenta resistência `a passagem de corrente elétrica. Em especial, um supercondutor do tipo II é aquele que admite penetração de fluxo magnético em seu interior através de quanta de fluxo magnético circundados por supercorrentes, chamados de vórtices, preservando o estado supercondutor. A organização dos vórtices na amostra depende de variados fatores como a geometria e os defeitos presentes na amostra. A relação macroscópica entre a distribuição da densidade de fluxo magnético no interior do material e sua densidade de corrente crítica pode ser descrita pelos chamados modelos de estado crítico. Uma estratégia comumente utilizada para o aumento da densidade de corrente critica de supercondutores consiste em incluir redes de defeitos artificiais que ancoram vórtices. Entretanto, estudos recentes mostram que o mesmo resultado pode ser obtido resfriando o supercondutor sob campos magnéticos inomogêneos. Motivados por isso, neste trabalho investigamos campos magnéticos gerados por correntes de transporte em filmes finos, condutores e supercondutores, variando suas geometrias. A primeira parte do trabalho foi teórica, contendo simulações de filmes finos na presen.ca de campo aplicado e corrente de transporte. Para isso, utilizou-se a chamada formulação TA para tratar da geometria de filme fino para ambos os casos. Para os supercondutores considerou-se também a devida relação constitutiva E−J e o bem conhecido modelo de estado crítico de Bean. As simulações apresentaram alta concordância com o esperado pelos resultados analíticos e nos possibilitaram concluir que, nas proximidades da fita, campos gerados por correntes moderadas transportadas por supercondutores são mais intensos do que os gerados por condutores. Além disso, levando em conta informações acerca de filmes finos supercondutores típicos preparados e estudados no grupo de pesquisas, verificamos que fitas supercondutoras mais largas geram campos mais intensos na sua vizinhan.ca do que fitas mais espessas. Na segunda parte, para validar parte das simulações, fitas de alumínio com diferentes larguras foram fabricadas e investigadas. Utilizando a técnica experimental de Imageamento Magneto-Ótico, as distribuições da densidade de fluxo magnético dessas fitas foram comparadas com os resultados teóricos, mostrando que é possível utilizar as técnicas de simulação empregadas para descrever situações realistas.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA::FISICA DA MATERIA CONDENSADA::SUPERCONDUTIVIDADEpor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/3590206519788920por
dc.publisher.courseFísica - FBpor
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-5494-7705por


Arquivos deste item

Thumbnail
Thumbnail

Este item aparece na(s) seguinte(s) coleção(s)

Mostrar registro simples

Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
Exceto quando indicado o contrário, a licença deste item é descrito como Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil