Avaliação das propriedades de transporte elétrico de fitas supercondutoras de YBCO

• Processo: 11/20311-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2012
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2012
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas, Instrumentação
• Pesquisador responsável: Carlos Yujiro Shigue
• Beneficiário: André Avancini Bernardes
• Instituição Sede: Escola de Engenharia de Lorena (EEL). Universidade de São Paulo (USP). Lorena , SP, Brasil
• Assunto(s): Materiais supercondutores Propriedades elétricas Propriedades físicas Resistência elétrica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Fitas supercondutoras de YBCO | Propriedades de transporte elétrico | Supercondutor de alta temperatura crítica | Materiais e dispositivos supercondutores

Resumo

As fitas supercondutoras comerciais da chamada segunda geração (2G), constituídas por filme de YBa2Cu3O7-x (YBCO) depositado sobre substrato de alta resistência elétrica vêm sendo empregadas na construção de dispositivos protótipos limitadores de corrente resistivos para aplicação em proteção de redes de distribuição de energia elétrica como parte de um projeto de pesquisa em desenvolvimento na Escola de Engenharia de Lorena (EEL USP). Como as fitas utilizadas no projeto são fitas comerciais, produzidas por empresas internacionais e de acordo com o seu estágio de desenvolvimento industrial, as fitas apresentam arquiteturas e características elétricas que variam de lote para lote e, mesmo dentro do mesmo lote, podem apresentar variação na resistência elétrica, na corrente crítica e no expoente n da transição do estado supercondutor para o estado normal. Desta forma, a qualificação da fita supercondutora é requisito essencial para o correto projeto de dispositivos de potência supercondutores. Devido à complexidade morfológica e da elevada resistência elétrica das fitas YBCO 2G, a transição para o estado normal tem comportamento aleatório, dependente da geometria e das condições de refrigeração da amostra. O teste de corrente pulsada de curta duração durante a transição é uma das técnicas empregadas na avaliação das propriedades de transporte dessas fitas. Desta forma, a análise das curvas características V-I requer a determinação das condições de ensaios, tais como, duração do pulso de corrente, características de transferência de calor com mudança de fase do N2 líquido e tipo de fita supercondutora. No presente trabalho é proposto o estudo experimental e analítico do comportamento elétrico e térmico de fitas supercondutoras 2G durante regime transitório causado pela transição do estado supercondutor para o estado normal. O estudo será baseado na análise pelo método dos elementos finitos aplicado à solução das equações de balanço térmico acopladas às equações eletromagnéticas. Os parâmetros elétricos e supercondutores do modelo serão determinados a partir dos resultados experimentais obtidos dos ensaios de fitas supercondutoras 2G a serem utilizadas no projeto e construção de limitadores de corrente.