Anneau supraconducteur.

[invitebb226d51]

Bonjour

Après avoir discuté avec un des membres de ce forum, je me pose le problème suivant:

On considère un anneau supraconducteur dans lequel on a injecté initialement un faible courant électrique I. Etant donné que la résistance électrique de l'anneau est nulle,on peut penser que le courant I circulera dans l'anneau indéfiniment sans s'atténuer. Cette idée me perturbe, car sachant que ce courant crée dans sont environnement un champ magnétique, je me dis qu'il doit y avoir une perte dénergie quelque part et donc à terme une atténuation et une annulation du courant électrique.

Qu'en pensez vous?
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[invite14ea0d5b]

J'ai pas le niveau pour répondre... je peux juste te dire qu'effectivement ce n'est pas le mouvement perpétuel [étant donné que des gens pas trop bêtes ont étudié le système]

mais je ne verrais pas pourquoi (attention en réalité je sais pas) l'energie contenue dans l'anneau baisserait seulement en créeant un champ... a priori "créer" un champ tout court ne demande pas d'energie ? En revanche si le champ accélere effectivement une particule, il doit bien y avoir une baisse d'energie dans l'anneau. Peut-être que le champ magnétique dû à la particule qui serait accelérée ralentirait les électrons du supraconduteur ?

j'ai peut-être dit que des âneries ^^

[invite030869ec]

Bonjour

Il me semble que justement si, le courant dans l'anneau continuera a tourner tant que celui-ci est supraconducteur. L'experience qui permet de verifier qu'un materiaux supraconducteur a un resistivité nulle est justement de faire apparaitre un courant dans une bobine supraconductrice, et de constater que ce courant est inchangé au bout de plusieurs mois. Quant au champ magnetique qu'il crée, il ne doit pas necessiter d'énérgie, enfin il me semble...

[invitebb226d51]

Je viens de penser à un truc. Le courant I suit un mouvement circulaire, donc les charges électriques subissent une accélération (centripéte), il doit donc y avoir un rayonnement électromganétique et donc perte d'énergie. Cette perte s'effectue peut êchelle sur des temps trés élevés (genre le milliard d'années par exemple)

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite88ef51f0]

Salut tout le monde,
Juste pour dire qu'un courant dans un anneau supraconducteur tourne bien sans pertes. Dans le labo de physique quantique de mon école, il y a une bobine supra (aimant de RMN) qui tourne depuis plusieurs années sans atténuation visible. Si on calcule le nombre de tours qu'ont effectué les électrons, on se rend compte que si pertes il y a, elles sont des dizaines d'ordres de grandeurs plus petites que dans un matériau non-supraconducteur.

[invitea3eb043e]

Le champ magnétique engendré par le courant contient bien de l'énergie mais tant qu'il ne varie pas, cette énergie reste constante et n'affecte pas le courant. Si le champ varie, il va bien-sûr induire un courant dans la bobine.
Le fait que les électrons ne rayonnent pas est un effet purement quantique, comme pour les électrons d'un atome.

[invite62d7cfaa]

Une expérience a été faite (et surement des tas d'autres) qui prouve clairement que le courant reste en l'état tant que le matériaux est supra-conducteur.
Néanmoins peut-on parler de mouvement perpétuel ? Des chercheurs ont répondu non, répliquant que la supra-conduction était maintenu grâce à un apport d'énergie.
Actuellement pour atteindre le stade de la supra-conduction il faut atteindre une température proche du zéro absolue pour le conducteur. Cela demande des mesures spécifiques (comme par exemple des compresseurs pour l'helium liquide souvent utilisés dans ces cas la). Le système n'est donc plus isolé.
Des recherches sont en cours sur divers alliages pour obtenir des supra-conducteurs à des températures plus clémentes (température ambiante dans l'idéal).

Si la supra-conduction en interresse certains vous pouvez aller voir le site du CERN et du futur accélérateur LHC. Celui-ci est composé d'aimants supra-conducteurs sur la majorité de son tracé.

[invitef277a0bf]

Je viens de penser à un truc. Le courant I suit un mouvement circulaire, donc les charges électriques subissent une accélération (centripéte), il doit donc y avoir un rayonnement électromganétique et donc perte d'énergie. Cette perte s'effectue peut êchelle sur des temps trés élevés (genre le milliard d'années par exemple)

Les forces centrifuges qui s'exerce sur les électrons ne travaillent pas , elles sont perpendiculaires au mouvement. Donc pas de transfert d'énergie. Les seules forces qui pourraient travailler sont les forces de frottement (résistance du matériaux) , hors elles sont minimes dans un élément supraconducteur.

[pmdec]

Bonsoir,
Juste une question de plus sur ce "phénomène" : je me souviens d'avoir vu (il y a fort longtemps ...) une telle expérience au Palais de la Découverte : un aimant était placé au fond d'un récipient d'hélium liquide. On laissait tomber bien à plat un anneau métallique qui, après quelques oscillations verticales, restait "en lévitation" au-dessus de l'aimant car la variation de champ pendant la descente y induisait un courant tel que le champ magnétique qu'il produisait était opposé à celui de l'aimant (et se maintenait car l'anneau était devenu supraconducteur).
Ma question : au moment de l'établissement du courant, les électrons de conduction se mettent à se déplacer. Si le liquide de refroidissement est aussi superfluide, l'anneau ne devrait-il pas se mettre, par réaction, à tourner en sens inverse des électrons ?

[invite687e0d2b]

je pense que oui il devrait tourner mais a une vitesse tellement petite qu'il serait impossible de la voir car la masse de tout les électrons qui tournent est presque nulle comparée a la masse de l'aneau

[invite311ce497]

Bonjour , je voudrais savoir qu'elle sont les matériaux qui sont supra-conducteurs. Et ( en espérant que je pose pas une question déja posé) pourquoi un aimant supra-conducteur flotte au dessu d'un autre supra-conducteur , et avec des aimants classiques çà ne marche pas ??

Merci d'avance
Hervé

[invite51f5ee7b]

Bonjour , je voudrais savoir qu'elle sont les matériaux qui sont supra-conducteurs. Et ( en espérant que je pose pas une question déja posé) pourquoi un aimant supra-conducteur flotte au dessu d'un autre supra-conducteur , et avec des aimants classiques çà ne marche pas ??

Merci d'avance
Hervé

Ce n'est pas mon domaine, mais à ma connaissance, les supraconducteurs sont des céramiques à base d'oxydes métalliques mixtes (baryum, niobium, germanium, ytrium, cuivre etc). Exemple d'un connu: YBa₂Cu₃O_6,7 .
Un paramètre très crucial dans les supraconducteurs est la structure cristalline qu'il faut pouvoir contrôler.
On peut meme faire des supra en carbone maintenant (fullerène)

Pour ta question avec les aimants, tu fais allusion à la lévitation magnétique ? C'est l'effet Meissner... http://www.issoire.fr/fr/html/eco/bu...1mat_supra.htm

[Nekama]

Les forces centrifuges qui s'exerce sur les électrons ne travaillent pas , elles sont perpendiculaires au mouvement. Donc pas de transfert d'énergie. Les seules forces qui pourraient travailler sont les forces de frottement (résistance du matériaux) , hors elles sont minimes dans un élément supraconducteur.

pas minimes... nulles.

un supraconducteur est plus qu'un conducteur de résistivité négligeable. La résistance électrique est vraiment *nulle*.

[Nekama]

Bonjour , je voudrais savoir qu'elle sont les matériaux qui sont supra-conducteurs.

beaucoup le sont en dessous d'une certaine température.
je pense que les YBaCuO sont les plus connus (à vérifier quand même)

Et ( en espérant que je pose pas une question déja posé) pourquoi un aimant supra-conducteur flotte au dessu d'un autre supra-conducteur , et avec des aimants classiques çà ne marche pas ??

je pense que ca marche avec des aimants classiques mais à condition que le supra soit au dessus et l'aimant en dessous.

principe de la lévitation.

si le supra doit se rapprocher de l'aimant, la variation de flux va engendrer un courant induit qui va produire un champ qui va repousser le supra... Et donc, il ne tombe pas.

principe de stabilité

pour que ca marche il faut aussi que le système soit stable. Si on le fait avec 2 aimants permanents ou si l'aimant permanent est au dessus, l'ensemble ne sera pas stable.

avec un supra au dessus, le principe reste vrai aussi quand le supra s'éloigne (ce qui fait qu'il apparait un champ qui le rapproche) ce qui assure la stabilité.

NB: j'espère que tout ceci est clair mais c'est surtout à vérifier ou à confirmer par qqn qui s'y connait mieux que moi en supra.

[invite311ce497]

Donc, si j'ai bien compris (reprennez-moi si je me trompe) , pour la lévitation magnétique , c'est parce que les supra-conducteur diffusent un champ magnétique stable qu'il y a possibilité de lévitation , et donc logiquement le phénomène ne se produit pas avec des aimants classiques , c'est parce que leur champ magnétique est instable. J'ai bien compris ??

Hervé

[Nekama]

Bonjour,

Ce n'est pas le champ qui est stable mais plutôt l'interaction entre les 2 aimants.

***
Si on met 2 aimants l'un au dessus de l'autres, il se repousse, le problème c'est que rien ne les empeche de se repousser et donc il n'y a aucune stabilité.

Si on met un supra au dessus d'un aimant, non seulement, il va créer un champ qui le repousse de l'aimant MAIS EN PLUS, quand il est repoussé, il génère un champ qui le rapproche ce qui assure une certaine stabilité.

Si on met un aimant au dessus d'un supra, on est dans un cas analogue au premier cas car c'est au niveau de l'objet en équilibre (au dessus de l'autre) qu'il faut un "mécanisme" de rétroactions qui garantisse la stabilité.

NB: ceci est un avis personnel. Merci de chercher une confirmation.

[invite3dc2c2f6]

Bonjour
De ce que je viens de lire, il apparait que le supra est impermeable au champ magentique d'un aimant; di 'on pose un aimant sur un supra, il ya compensation des forces, l'impermeabilité au champ magnetique de l'aimant repousse donc celui-ci... et il reste en levitation.
Manu.

[invited927d23c]

Bonjour,

J'ai quelques questions sur des choses ou je ne suis pas sur d'avoir compris.

Je viens de penser à un truc. Le courant I suit un mouvement circulaire, donc les charges électriques subissent une accélération (centripéte), il doit donc y avoir un rayonnement électromganétique et donc perte d'énergie.

Les forces centrifuges qui s'exerce sur les électrons ne travaillent pas , elles sont perpendiculaires au mouvement. Donc pas de transfert d'énergie.

Amenis, tu dit que les éléctrons ne perdent pas d'energie car la force centrifuge est perpendiculaire au mouvement. Pourquoi dit-on alors que normalment dans un atome les éléctrons devrait s'écrasé en spirale sur le noyau en émettant de l'energie sous forme de rayonnement à cause de la force centrifuge?

Ce que je ne comprend pas bien, c'est est-ce que une charge en mouvement rayonne des ondes éléctromagnétique? Car elle engendre un champ magnétique.
Ou faut-il qu'une charge soit accélérée pour qu'elle émette un rayonnement éléctromagnétique? Les éléctrons dans une antenne engendre un champ éléctromagnétique (onde radio) alors qu'il se déplacent à vitesse constante ou?

Merci de m'éclaircir. Avec les contradictions que j'ai lue (ou ai-je mal compris?) j'ai mélangé les pinceaux.

[Nekama]

Salut,

voir la réponse de Jeanpaul

Le champ magnétique engendré par le courant contient bien de l'énergie mais tant qu'il ne varie pas, cette énergie reste constante et n'affecte pas le courant. Si le champ varie, il va bien-sûr induire un courant dans la bobine.
Le fait que les électrons ne rayonnent pas est un effet purement quantique, comme pour les électrons d'un atome.

un électron dans un cyclotron rayonne.
un électron autour d'un atome ou dans une spire supra, non.

[invited927d23c]

Maintenant je me pose la question du pourquoi?

Je crois qu'il suffirait si quelqu'un pourrait me répondre à ces questions :

-Qu'est ce qui se passe avec une charge accélérée? Différence entre une accéleration qui change la direction du mouvement ou qui change la vitesse?

-Que ce passe t-il avec une charge en mouvement?

Je parles biens sur au niveau du champ éléctrique/magnétique qu'engendre la charge.

Et qu'elle et la différence entre le mouvement d'un éléctron dans une spire supra ou atome et d'un cyclotron, pour qu'il rayonne dans l'un mais pas dans l'autre?

Merci pour vos réponses.

[invite311ce497]

Salut , quelqu'un aurait-il une adresse d'un site explicant la fabrication d'un lévitron ?

Merci d'avance
Hervé

[Nekama]

Salut , quelqu'un aurait-il une adresse d'un site explicant la fabrication d'un lévitron ?

Merci d'avance
Hervé

Salut,

si tu tapes le mot sur google, tu en trouveras plein
il y a moyen d'en acheter via internet.

personnellement, j'en ai acheté un il y a un an et c'est très impressionnant...

A noter que la stabilité du Levitron est assurée par la rotation de l'aimant supérieur par le même principe que celui de la conservation du moment cinétique pour une toupie.

[Nekama]

Et qu'elle et la différence entre le mouvement d'un éléctron dans une spire supra ou atome et d'un cyclotron, pour qu'il rayonne dans l'un mais pas dans l'autre?

Je pense que la différence fondamentale est que l'électron en tant que particule libre est "localisé" et qu'on peut le considérer comme une particule.

Aussi bien dans un fil et encore plus dans un supra, les électrons sont délocalisés. Il s'agit moins de particules en déplacement que de l'intercation (complexe à comprendre) entre les fonctions d'ondes des électrons et le réseau cristallin.

En bref, d'un côté on a une particule (comportement macroscopique) et de l'autre "un nuage électronique" (comportement ondulatoire).

[invited927d23c]

Je viens de comprendre Nekama.

Mais la seul chose que je ne comprend pas c'est pourquoi le courant sur un spire supra ne provoque pas de rayonnement éléctromagnétique, alors que le courant dans une antenne engendre une onde éléctromagnétique? Est-ce que ce serait une histoire de courant alternatif et de courant continu?

[Nekama]

Je viens de comprendre Nekama.

Mais la seul chose que je ne comprend pas c'est pourquoi le courant sur un spire supra ne provoque pas de rayonnement éléctromagnétique, alors que le courant dans une antenne engendre une onde éléctromagnétique? Est-ce que ce serait une histoire de courant alternatif et de courant continu?

oui.

un courant DC dans un spire génère un champ magnétique constant.

un courant AC, de fréquence appropriée en fonction de la longueur de l'antenne, emet des ondes ELM (ou des photons) en permanence.

(nb: je précise que l'explication que j'ai donné plus haut sur la stabilité des supra en suspension doit être confirmée par qqn du domaine !)

[invite311ce497]

Salut , je ne sais pas comment m'est venu cette idée , mais bon , je vais poser la question. Je me demande si ça serait possible de fabriquer un moteur électrique avec des supra-conducteurs. Je m'explique , je ne veux pas parler de moteurs classiques avec des supra-conducteurs à la place des aimants permanents ; je voudrais savoir si c'est possible de prendre deux anneaux supra-conducteurs en état supra-conducteurs , les placer dans le même axe , introduire un barreau aimanté dans les trous des anneaux pour le mettre en léviation magnétique, et avec 2 électr-aimants sur les cotés du barreau pour l'amener en rotation. Ca ferait qu'il n'y aurait plus de frottement à part celui de l'air. Voilà j'espère que je me suis bien fait comprendre , et j'attends vos réponses

Hervé

[invite88ef51f0]

Le problème des supraconducteurs, c'est qu'il faut refroidir... Ca reste plus simple de mettre un peu d'huile

[invite311ce497]

Oui c'est sûr , mais est-ce que un système pareil est possible en principe ou pas ??

Hervé

[invite311ce497]

Salut , est-ce que la lévitation magnétique avec des supra-conducteurs et valable si l'on place au dessus d'un supra-conducteur une plaque d'acier ??

Merci d'avance
Hervé