Diseño y estudio de limitadores de corriente basados en películas delgadas superconductoras de alta temperatura crítica

Abstract

Una de las más prometedoras aplicaciones de los óxidos de cobre superconductores de alta temperatura crítica (por encima de 77 K, la temperatura de ebullición del nitrógeno líquido a presión atmosférica normal) son los limitadores de corriente eléctrica. Se trata de fusibles "inteligentes" pues ante un incremento de la corriente no la cortan completamente sino que eliminan solamente el exceso de amplitud, y todo ello de manera reversible y con tiempos de respuesta que pueden ser relativamente cortos (del orden de 1 ms). El propósito de esta tesis es estudiar la utilización de películas delgadas de materiales superconductores de alta temperatura crítica tanto en aplicaciones de alta potencia (redes de distribución de energía eléctrica) como para aplicaciones en microelectrónica. La tesis consta de dos partes. La primera está dedicada al estudio de las posibles mejoras del funcionamiento de prototipos inductivos que el uso de películas delgadas podría introducir. En la segunda parte se estudia la viabilidad de la utilización de micropuentes superconductores en aplicaciones de baja potencia, como circuitos eléctronicos. Las principales conclusiones de la primera parte se pueden resumir en que la utilización de películas delgadas mejora notablemente la impedancia y tiempos de recuperación de los prototipos inductivos. Asímismo los resultados de la segunda parte indican que es posible utilizar micropuentes superconductores para la limitación de corriente en aplicaciones electrónicas y que, en determinadas condiciones, la capacidad de limitación ofrecida por estos dispositivos puede llegar a ser óptima, en el sentido de que el elemento protegido podría seguir funcionando incluso durante una sobrecarga.