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LABORATÓRIO DE ELETRICIDADE E MAGNETISMO              

TENSÃO E CORRENTE CONTÍNUA                                                                                Efeito de Josephson 

A descoberta em 1962 do efeito de Josephson veio permitir a realização do volt através de um padrão intrínseco, dependendo de constantes fundamentais em vez dos artefactos físicos e, portanto, imune à deriva com o tempo, instabilidade térmica e a problemas com transporte e manuseamento inerentes aos padrões até então utilizados para representar o volt. 

A equação apresentada por Brian Josephson (em que e carga do electrão e h constante de Plank) para a corrente que atravessa uma junção constituída por dois supercondutores separados por uma barreira isoladora com uma espessura tão fina (de alguns nanómetros) que os electrões têm a capacidade de a atravessar​,

 fórmula
mostra que quando é aplicada uma tensão contínua V, a corrente resultante I, irá oscilar a uma frequência f. É o chamado efeito de Josephson AC.
fórmula 
Infelizmente, a elevada frequência e o baixo valor de tensão tornam difícil a sua observação.
Para tirarmos partido deste efeito AC, a junção tem que ser exposta a uma radiação de alta frequência, por forma a garantir um forte acoplamento àquele campo de microondas. Nestas condições, o valor médio da tensão será hf/2e. Como também é possível obter harmónicas, a tensão resultante cumpre
fórmula 
em que n = 1, 2, 3, ...
 
Nos dias de hoje é possível o fabrico de arrays de larga escala de integração, onde se constituem milhares de junções ligadas em série para que possam ser geradas tensões superiores de até 10 V.
 

No LME, é utilizada uma fonte de geração de microondas com uma frequência de 73,850 GHz, associada a uma referência de frequência, obtendo-se para o intervalo entre dois degraus o valor de  f / KJ = 152,709 529 709 µV.

sistema experimental do efeito de Josephson 

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Atualização 2022-01-25 
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