L'Esprit sorcier B2 Avancé

La supraconductivité, kesako ?

Vous l’avez compris : la supraconductivité implique les matériaux, la résistance électrique, la température… mais qu’est-elle exactement ?
Écoutez l’émission et dites si les informations suivantes sont vraies, fausses ou non données.
Glissez-déposez les éléments Help on how to respond the exercice
Sciences-SupraconductiviteKezako-video
            
Un matériau conducteur traversé par un courant produit de la chaleur.
La résistance électrique est occasionnée par les défauts du matériau.
Les basses températures nécessaires à la supraconductivité sont exprimées en kelvin.
Un aimant lévite car son champ magnétique est repoussé.
            
Le phénomène de résistance provoque 20 % de perte de la production électrique française.
Tous les matériaux peuvent devenir supraconducteurs.
Les basses températures augmentent la vitesse de circulation du courant.
            
Le phénomène de lévitation des aimants est appelé « effet Meissner ».
La température à laquelle se produit la supraconductivité est dite « zéro absolu ».
La supraconductivité est utilisée en médecine et dans les transports.

nbOk élément(s) correctement placé(s) sur nb

Attention

Relisez les différentes propositions en faisant attention aux détails. Faites des pauses lors de l’écoute.
Sachez par ailleurs qu'il y a :
- 4 propositions vraies,
- 3 propositions fausses,
- 3 propositions non données.

Bravo

Vous en savez maintenant un peu plus sur la supraconductivité, son fonctionnement et ses propriétés.
Sachez d’ailleurs que les informations non données dans le commentaire sont exactes (pour précisions, la supraconductivité est utilisée dans les IRM – imageries par résonance magnétique – et dans les trains à sustentation électromagnétique comme le Maglev japonais).
Voici la correction des propositions fausses :
- Le phénomène de résistance provoque 20 % de perte de la production électrique française. → 10 %
- Tous les matériaux peuvent devenir supraconducteurs. → « Dans certains matériaux, et à très, très basse température, la résistance disparaît, comme par magie. »
- Les basses températures augmentent la vitesse de circulation du courant. → « À ces températures, la petite danse des atomes est ralentie. »
Faites maintenant l’activité suivante pour revenir sur les éléments clés de ce phénomène physique.
Cette activité vous permet de mieux comprendre ce qu’est la supraconductivité.
Lisez la solution puis faites l’activité suivante pour revenir sur les éléments clés de ce phénomène physique.
Voici la correction des propositions fausses :
- Le phénomène de résistance provoque 20 % de perte de la production électrique française. → 10 %
- Tous les matériaux peuvent devenir supraconducteurs. → « Dans certains matériaux, et à très, très basse température, la résistance disparaît, comme par magie. »
- Les basses températures augmentent la vitesse de circulation du courant. → « À ces températures, la petite danse des atomes est ralentie. »
Sachez par ailleurs que les informations non données dans le commentaire sont exactes (pour précisions, la supraconductivité est utilisée dans les IRM – imageries par résonance magnétique – et dans les trains à sustentation électromagnétique comme le Maglev japonais).
Conception : Hélène Emile, CAVILAM - Alliance française
Publié le 22/03/2017 - Modifié le 06/02/2019
La petite voix
La su-pra-con-duc-ti-vi-té ? Ça veut dire conduire une voiture super vite ?
La grosse voix
Bien essayé. Mais non. Ici, on parle plutôt de matériaux. Et des matériaux qui ne conduisent pas des voitures, mais le courant électrique. En général, les matériaux conducteurs résistent toujours plus ou moins au passage du courant. Et ils chauffent. C’est ce qu’on appelle la résistance.
La petite voix
Ah oui ! Un peu comme le grille-pain qui chauffe les tartines !
La grosse voix
C’est ça. Seulement, si la résistance présente un avantage quand il s’agit de griller des tartines, la plupart du temps, elle pose problème. En France, elle provoque la perte de 10 % de la production d’électricité lors de son transport dans les lignes électriques.
La petite voix
10 % ? Quel gâchis !
La grosse voix
Pour le comprendre, zoomons dans la matière. Elle est constituée d’atomes. Un atome, c’est un noyau, chargé positivement, et un nuage d’électrons, chargés négativement. Les électrons se repoussent entre eux et sont attirés par les noyaux ; ils gravitent autour. Dans le matériau, cela crée une petite danse entre les atomes et les électrons qui sautent aisément d’un atome à l’autre. Le courant électrique, c’est un déplacement d’électrons. Seulement, au moindre défaut dans le matériau, les électrons se cognent, ralentissent et perdent de l’énergie, qui se transforme en chaleur. C’est la résistance électrique. C’est inévitable. Enfin presque, car dans certains matériaux, et à très, très basse température, la résistance disparaît, comme par magie.
La petite voix
Basse comment la température ? Comme au pôle Nord ?
La grosse voix
Non, beaucoup plus basse ! Entre -118°C et -269°C, tellement basse que les chercheurs utilisent une autre échelle : les kelvin. À ces températures, la petite danse des atomes est ralentie, les électrons s’associent en paires : la paire de Cooper. Ces paires dansent avec d’autres paires ; leur mouvement se synchronise et forme une onde, une grande onde appelée « onde collective ». Les atomes et les défauts du matériau sont alors bien trop petits pour perturber le déplacement de cette onde. Il n’y a plus de résistance électrique. Le matériau est supraconducteur : il conduit le courant électrique sans plus aucune perte.
La petite voix
Top ! Les supraconducteurs suppriment la résistance électrique et on fait des économies !
La grosse voix
C’est ça ! Mais ce n’est pas tout. Les matériaux supraconducteurs ont également une propriété surprenante. Ils peuvent faire léviter les aimants.
La petite voix
Je comprends mieux son nom : en fait, le supraconducteur a des super pouvoirs.
La grosse voix
Sauf que ce n’est pas de la magie, mais de la physique. Un aimant produit un champ magnétique ; c’est grâce à lui que le magnet reste collé sur ton frigo. Quand on met un aimant sur un matériau classique, comme le bois, le champ magnétique le traverse et rien ne se passe. Mais quand on essaie de mettre un aimant sur un supraconducteur à basse température, impossible pour le champ magnétique d’entrer dans le matériau. Le supraconducteur le repousse, et repousse ainsi l’aimant. Celui-ci s’élève et lévite au-dessus.
La petite voix
Alors là, c’est vraiment super la supra !

Vous aimerez peut-être