Technological applications of superconductivityTechnological applications of superconductivity include: the production of sensitive magnetometers based on SQUIDs (superconducting quantum interference devices) fast digital circuits (including those based on Josephson junctions and rapid single flux quantum technology), powerful superconducting electromagnets used in maglev trains, magnetic resonance imaging (MRI) and nuclear magnetic resonance (NMR) machines, magnetic confinement fusion reactors (e.g.
Superconducting magnetA superconducting magnet is an electromagnet made from coils of superconducting wire. They must be cooled to cryogenic temperatures during operation. In its superconducting state the wire has no electrical resistance and therefore can conduct much larger electric currents than ordinary wire, creating intense magnetic fields. Superconducting magnets can produce stronger magnetic fields than all but the strongest non-superconducting electromagnets, and large superconducting magnets can be cheaper to operate because no energy is dissipated as heat in the windings.
Superconducting wireSuperconducting wires are electrical wires made of superconductive material. When cooled below their transition temperatures, they have zero electrical resistance. Most commonly, conventional superconductors such as niobium–titanium are used, but high-temperature superconductors such as YBCO are entering the market. Superconducting wire's advantages over copper or aluminum include higher maximum current densities and zero power dissipation.
Supraconducteur à haute températureUn supraconducteur à haute température (en anglais, high-temperature superconductor : high- ou HTSC) est un matériau présentant une température critique de supraconductivité relativement élevée par rapport aux supraconducteurs conventionnels, c'est-à-dire en général à des températures supérieures à soit . Ce terme désigne en général la famille des matériaux de type cuprate, dont la supraconductivité existe jusqu'à . Mais d'autres familles de supraconducteurs, comme les supraconducteurs à base de fer découverts en 2008, peuvent aussi être désignées par ce même terme.
Unconventional superconductorUnconventional superconductors are materials that display superconductivity which does not conform to conventional BCS theory or its extensions. The superconducting properties of CeCu2Si2, a type of heavy fermion material, were reported in 1979 by Frank Steglich. For a long time it was believed that CeCu2Si2 was a singlet d-wave superconductor, but since the mid 2010s, this notion has been strongly contested. In the early eighties, many more unconventional, heavy fermion superconductors were discovered, including UBe13, UPt3 and URu2Si2.
Énergie de fusion nucléairevignette| L'expérience de fusion magnétique du Joint European Torus (JET) en 1991. L'énergie de fusion nucléaire est une forme de production d'électricité du futur qui utilise la chaleur produite par des réactions de fusion nucléaire. Dans un processus de fusion, deux noyaux atomiques légers se combinent pour former un noyau plus lourd, tout en libérant de l'énergie. De telles réactions se produisent en permanence au sein des étoiles. Les dispositifs conçus pour exploiter cette énergie sont connus sous le nom de réacteurs à fusion nucléaire.
Fusion par confinement magnétiqueLa fusion par confinement magnétique (FCM) est une méthode de confinement utilisée pour porter une quantité de combustible aux conditions de température et de pression désirées pour la fusion nucléaire. De puissants champs électromagnétiques sont employés pour atteindre ces conditions. Le combustible doit au préalable être converti en plasma, celui-ci se laisse ensuite influencer par les champs magnétiques. Il s'agit de la méthode utilisée dans les tokamaks toriques et sphériques, les stellarators et les machines à piège à miroirs magnétiques.
AimantUn aimant permanent, ou simplement aimant dans le langage courant, est un objet fabriqué dans un matériau magnétique dur, c’est-à-dire dont l'aimantation rémanente et le champ coercitif sont grands (voir ci-dessous). Cela lui donne des propriétés particulières liées à l'existence du champ magnétique, comme celle d'exercer une force d'attraction sur tout matériau ferromagnétique. Le mot aimant est, comme le mot diamant, dérivé du grec ancien ἀδάμας, adámas (« fer particulièrement dur ou diamant »), apparenté à l'adjectif ἀδάμαστος, adámastos, (« indomptable »), en raison de la dureté de la pierre d'aimant.
Champ magnétiqueEn physique, dans le domaine de l'électromagnétisme, le champ magnétique est une grandeur ayant le caractère d'un champ vectoriel, c'est-à-dire caractérisée par la donnée d'une norme, d’une direction et d’un sens, définie en tout point de l'espace et permettant de modéliser et quantifier les effets magnétiques du courant électrique ou des matériaux magnétiques comme les aimants permanents.
SupraconductivitéLa supraconductivité, ou supraconduction, est un phénomène physique caractérisé par l'absence de résistance électrique et l'expulsion du champ magnétique — l'effet Meissner — à l'intérieur de certains matériaux dits supraconducteurs. La supraconductivité découverte historiquement en premier, et que l'on nomme communément supraconductivité conventionnelle, se manifeste à des températures très basses, proches du zéro absolu (). La supraconductivité permet notamment de transporter de l'électricité sans perte d'énergie.
Champ magnétique terrestreLe champ magnétique terrestre, aussi appelé bouclier terrestre, est un champ magnétique présent dans un vaste espace autour de la Terre (de manière non uniforme du fait de son interaction avec le vent solaire) ainsi que dans la croûte et le manteau. Il a son origine dans le noyau externe, par un mécanisme de dynamo auto-excitée. Dynamo terrestre Selon les études de John Tarduno de l'université de Rochester (États-Unis), la Terre possédait déjà un champ magnétique il y a 3,45 milliards d'années.
Fil métalliqueUn fil métallique est un type de fil formé de métal par tréfilage, c'est-à-dire l'étirage d'une matière ductile. Une argue est l'appareil traditionnel servant à filer l'or et l'argent. Les fils métalliques sont constitués de diverses matières, pour différents usages : "fil de fer", en général en acier ; fil de cuivre ; fil d'étain ; fil d'or ; fil d'argent ; fil de tungstène ; Le fil de fer est formé de fer ou d'acier. Il est résistant en traction, mais aussi déformable.
Fil électriqueUn fil électrique est le composant électrotechnique servant au transport de l'électricité, afin de transmettre de l'énergie ou de l'information. Il est constitué d'un matériau conducteur, mono-brin ou multi-brin, souvent entouré d'une enveloppe isolante (plastique, Téflon...). L'intérieur du fil électrique est appelée l'« âme » du fil électrique. Certaines personnes confondent les mots « fil » et « câble », ou pensent qu'ils sont synonymes, alors que les fils électriques sont souvent regroupés au sein d'un câble électrique avec des couleurs normalisées (suivant la fonction), afin de reconnaître le rôle de chacun, et entourés d'une gaine isolante.
Câble sous-marinvignette|Arrivée (atterrissement) à New York (Rockoway Beach) du premier câble sous-marin reliant l'Italie (Rome) à l'Amérique du Nord. Ce câble passait par les Açores et Malaga en Espagne (photo de 1925). Un 'câble sous-marin' est un câble posé sur le fond marin (ou quelquefois ensouillé, c'est-à-dire enterré) et destiné à acheminer des télécommunications ou à transporter de l'énergie électrique. La plupart des télécommunications mondiales transitent par des câbles sous-marins.
Copper conductorCopper has been used in electrical wiring since the invention of the electromagnet and the telegraph in the 1820s. The invention of the telephone in 1876 created further demand for copper wire as an electrical conductor. Copper is the electrical conductor in many categories of electrical wiring. Copper wire is used in power generation, power transmission, power distribution, telecommunications, electronics circuitry, and countless types of electrical equipment. Copper and its alloys are also used to make electrical contacts.
American Wire GaugeL'American Wire Gauge (abrégé en AWG, également connu sous le nom de en) est une unité de mesure utilisée aux États-Unis entre autres, permettant de définir le diamètre d’un câble électrique. Plus la valeur AWG est élevée, plus le diamètre indiqué est petit. Cela résulte du fait que la valeur numérique représentait le nombre d’opérations de tréfilage nécessaires pour produire un câble d’un diamètre donné. Plus le câble est fin, plus le nombre de passages dans la machine est grand.
Aimant au néodymevignette|Aimants au néodyme sous forme de cubes. Un aimant au néodyme (aimant NdFeB) est un aimant permanent composé d'un alliage de néodyme, de fer et de bore () permettant de former un système cristallin tétragonal. Développés en 1982 par General Motors et Sumitomo Special Metals, les aimants au néodyme sont les aimants permanents les plus puissants disponibles sur le marché ainsi que les aimants aux terres rares les plus utilisés.
HystérésisL'hystérésis (ou hystérèse), du grec grc (« après », « plus tard »), substantif féminin, est la propriété d'un système dont l'évolution ne suit pas le même chemin selon qu'une cause extérieure augmente ou diminue. Soit une grandeur cause notée C produisant une grandeur effet notée E. On dit qu'il y a hystérésis lorsque la courbe E = f(C) obtenue à la croissance de C ne se superpose pas avec la courbe E = f(C) obtenue à la décroissance de C.
Tokamakthumb|Vue intérieure du tore du Tokamak à configuration variable (TCV), dont les parois sont recouvertes de tuiles de graphite. Un tokamak est un dispositif de confinement magnétique expérimental explorant la physique des plasmas et les possibilités de produire de l'énergie par fusion nucléaire. Il existe deux types de tokamaks aux caractéristiques sensiblement différentes, les tokamaks traditionnels toriques (objet de cet article) et les tokamaks sphériques.
Cryogénievignette|Bonbonne contenant de l'azote liquide (en anglais, « nitrogen »). La cryogénie est l'étude et la production des basses températures (inférieures à ou 120 K) dans le but de comprendre les phénomènes physiques qui s'y manifestent. La limite de représente la limite à partir de laquelle les gaz de l'air se liquéfient. La cryogénie possède de très nombreuses applications notamment dans les secteurs alimentaire, médical, industriel, physique et de l'élevage.
