Medan Magnet Kritis Hc

2.2 Karakteristik Superkonduktor 2.2.1 Temperatur Kritis Tc Material superkonduktor memiliki resistivitas sama dengan nol ρ = 0 di temperatur rendah. Suatu bahan yang didinginkan di dalam nitrogen cair atau helium cair, maka nilai resistivitas bahan tersebut akan turun seiring dengan penurunan temperatur. Pada temperatur tertentu, resistivitas material akan turun secara drastis menjadi nol. Fenomena penurunan temperatur menjadi nol ini disebut dengan temperatur kritis Tc, yaitu terjadinya transisi dari keadaan normal menjadi keadaan superkonduktor. Gambar 2.2 Grafik hubungan antara resistivitas terhadap temperatur Pada saat temperatur T T c bahan dapat dikatakan berada dalam keadaan normal pada saat bahan tersebut memiliki nilai resistansi listrik. Perubahan ini dapat menghasilkan bahan menjadi bahan konduktor, bahkan menjadi isolator. Berbanding terbaik jika T T c , bahan akan menolak medan yang datang yang disebabkan karena medan luar yang diberikan selalu sama besar dengan magnetisasi bahan tersebut, yang artinya bahan tersebut merupakan bahan superkonduktor dan nilai resistivitasnya turun drastis menjadi nol. Selain temperatur, keadaan superkonduktivitas juga tergantung pada beberapa variabel, yaitu medan magnet, dan rapat arus Pikatan, 1989.

2.2.2 Medan Magnet Kritis Hc

Sifat lain dari superkonduktor yaitu bersifat diamagnetisme sempurna. Jika sebuah superkonduktor ditempatkan pada medan magnet, maka tidak akan ada medan magnet dalam superkonduktor. Hal ini terjadi karena superkonduktor Universitas Sumatera Utara menghasilkan medan magnet dalam bahan yang berlawanan arah dengan medan magnet luar yang diberikan. Efek yang sama dapat diamati jika medan magnet diberikan pada bahan dalam temperatur normal kemudian didinginkan sampai menjadi superkonduktor. Pada temperatur kritis, medan magnet akan ditolak. Gambar 2.3 Diamagnetik sempurna Triya, 2014 2.2.3 Rapat Arus Kritis Jc Bahan logam tersusun dari kisi-kisi dan basis serta elektron bebas. Ketika medan listrik diberikan pada bahan, elektron akan mendapat percepatan. Medan listrik akan menghamburkan elektron ke segala arah dan menumbuk atom-atom pada kisi. Hal ini menyebabkan adanya hambatan listrik pada logam konduktor. Pada bahan superkonduktor terjadi juga interaksi antara elektron dengan inti atom. Namun elektron dapat melewati inti tanpa mengalami hambatan dari atom kisi. Ketika elektron melewati kisi, inti yang bermuatan positif menarik elektron yang bermuatan negatif dan mengakibatkan elektron bergetar. Jika ada dua buah elektron yang melewati kisi, elektron kedua akan mendekati elektron pertama karena gaya tarik dari inti atom-atom kisi lebih besar. Gambar 2.4 Keadaan superkonduktor atom kisi pada logam Ghuna U., 2015. Universitas Sumatera Utara Rapat arus kritis meningkat seiring menurunnya temperatur di bawah temperatur kritis sesuai dengan persamaan, � � = � � � −� � � 2.1 Nilai threshold arus dimana medan magnet disebabkan arus itu sendiri sebanding dengan medan magnet kritisnya F.B. Silsbee, 1916. Pada suatu konduktor silinder, arus I mengalir di tengah konduktor. Pada jarak r dari garis aliran arus, terdapat medan magnet tangensial = 2 2.2 dan arus kritis menurut hipotesis Silsbee pada silinder dengan jari-jari a dinyatakan dalam � = 2 � � 2.3 sehingga besarnya rapat arus Jc dapat ditentukan dengan � = 2 � � 2.4 pada waktu yang sama, Laboratorium Leiden juga melakukan studi pengaruh tempertur terhadap medan kritis pada timah dengan hasil W.Tuyn, 1926. � � = � 1 − � � � 2 2.5

2.3 Jenis – Jenis Superkonduktor