Cavi superconduttori per l'approvvigionamento di energia elettrica
L'idea di una trasmissione di elettricità senza perdite è stata stimolata dalla scoperta della superconduttività nel ventesimo secolo. Oltre alla resistenza nulla, i materiali superconduttori sono in grado di trasportare densità di corrente che superano di molto quelle ammesse dai conduttori metallici standard come il rame o l'alluminio. Una delle applicazioni più promettenti dei materiali superconduttori è il loro uso nelle griglie di distribuzione dell'energia elettrica, dove le linee di trasmissione in rame esistenti verranno sostituite da cavi sotterranei. L'obiettivo generale del progetto BIG-POWA era fornire la base per la ricerca e lo sviluppo per produrre cavi superconduttori che miglioreranno l'efficacia della trasmissione di corrente elettrica. Prima del progetto BIG-POWA vi erano intensi dibattiti sulle applicazioni industriali su larga scala di materiali superconduttori ad alta temperatura. Il problema delle perdite elettriche quando la corrente alternata (AC) li attraversa era di primaria importanza, dato che le grandezze erano al di sopra dei livelli applicativi desiderati. Durante i quattro anni del progetto sono state sviluppate procedure di deformazione per produrre materiali superconduttori con configurazioni più appropriate rispetto ai nastri piatti esistenti per cavi e bobine. Il livello previsto di perdite CA si doveva valutare in fase di progettazione. Per questo i partner del progetto BIG-POWA hanno utilizzato la tecnica sperimentale della sonda di Hall. Nello specifico, il profilo del campo magnetico sulla superficie del nastro superconduttore ad alta temperatura del campione è stato misurato con sensori con sonda di Hall. Rispetto alle misurazioni magneto-ottiche, i sensori con sonda di Hall sono più semplici da calibrare, anche se non producono una mappa ad alta risoluzione. D'altro canto, un array di sette sensori connessi ad un amplificatore a canale multiplo, programmato per misurazioni di acquisizione dati rapide e sincrone, ha fornito misurazioni in tempo reale. La velocità del sistema è abbastanza elevata da misurare il profilo del campo magnetico sulla superficie del campione, mentre la frequenza della corrente elettrica prodotta raggiunge i 50\;Hz. Per ottenere la mappa della densità di corrente corrispondente al profilo del campo misurato, il problema inverso è stato risolto usando determinate ipotesi per la distribuzione della densità di corrente e la legge di Ampere. Le conoscenze sulla distribuzione di corrente, ottenute con questa tecnica sperimentale, si possono usare per capire le proprietà dei superconduttori e per il controllo qualità.
