超导性
当冷却到超低温（接近绝对零，大约 -273 摄氏度）时，导体会失去所有电阻。必须理解，超导性不仅仅是大多数导体随温度降低而逐渐失去电阻的趋势的外推；相反，这是电阻率从有限到无的突然的飞跃。 超导材料的电阻绝对为零，而不仅仅是少量 .
超导性由荷兰莱顿大学的 H. Kamerlingh Onnes 于 1911 年首次发现。就在三年前，即 1908 年，Onnes 开发了一种液化氦气的方法，该方法提供了一种介质，可以将实验物体过冷至刚好比绝对零高几度。他决定研究当冷却到这么低的温度时汞的电阻变化，他发现它的电阻下降到没有 略低于氦的沸点。
关于超导材料究竟如何以及为什么超导存在一些争论。一种理论认为电子聚集在一起并成对传播（称为 Cooper 对 ) 在超导体内而不是独立运动，这与它们的无摩擦流动有关。有趣的是，另一种超低温现象，超流动 , 发生在某些液体（尤其是液氦）上，导致分子无摩擦流动。
超导为电路提供了非凡的能力。如果可以完全消除导体电阻，则电力系统中将不会因杂散电阻而导致功率损失或效率低下。电动机几乎可以达到完美（100%）的效率。诸如电容器和电感器之类的元件，其理想特性通常会被固有的导线电阻破坏，但在实际意义上可以成为理想的元件。已经开发出一些实用的超导导体、电机和电容器，但由于维持超低温所固有的实际问题，目前它们的使用受到限制。
超导体从正常导电转变为超导的阈值温度称为转变温度 . “经典”超导体的转变温度在低温范围内（接近绝对零），但在开发在更高温度下超导的“高温”超导体方面取得了很大进展。一种是钇、钡、铜和氧的陶瓷混合物，在相对温和的 -160° 摄氏度下转变。理想情况下，超导体应该能够在环境温度范围内运行，或者至少在廉价的制冷设备范围内运行。
下表显示了一些常见物质的临界温度。温度以开尔文为单位，其增量跨度与摄氏度相同（增加或减少 1 开尔文与 1° 摄氏度的温度变化量相同），只是偏移使 0 K 绝对为零。这样，我们就不用处理很多负数了。
超导材料也以有趣的方式与磁场相互作用。当处于超导状态时，超导材料往往会排斥所有磁场，这种现象称为迈斯纳效应 .然而，如果磁场强度超过临界水平，超导材料将变为非超导。换句话说，如果暴露在太强的磁场中，超导材料将失去其超导性（无论您使它们多冷）。事实上，any的存在 磁场往往会降低任何超导材料的临界温度：存在的磁场越大，在超导材料之前您必须使材料越冷。
这是电路设计中超导体的另一个实际限制，因为通过任何导体的电流都会产生磁场。尽管超导线对反电流的电阻为零，但仍然存在限制 由于其临界磁场限制，实际上有多少电流可以通过该导线。
超导体已经有一些工业应用，尤其是最近（1987 年）出现了钇钡铜氧陶瓷，它只需要液氮来冷却，而不是液氦。甚至可以从可在高中实验室中操作的教育供应商订购超导套件（不包括液氮）。通常，这些套件通过迈斯纳效应表现出超导性，将一个微小的磁铁悬浮在半空中，在一个由液氮浴冷却的超导盘上。
超导电路提供的零电阻会导致独特的后果。在超导短路中，可以在零外加电压下无限期保持大电流！
实验证明，超导材料环可以在不施加电压的情况下维持连续电流多年。就任何人所知，超导电路中独立电流可以持续多长时间没有理论上的时间限制。如果您认为这似乎是一种永动机 ，你说得对！与流行的看法相反，不存在禁止永动机的物理定律。相反，该禁令反对任何产生的能量超过其消耗的能量的机器或系统（这被称为过度统一 设备）。充其量，永动机（如超导环）的所有好处都是存储 能量，而不是产生 自由吧！
超导体还提供了一些与欧姆定律无关的奇怪可能性。其中一种可能性是构建一种称为 Josephson Junction 的设备 ，它充当某种继电器，用另一个电流控制一个电流（当然没有移动部件）。约瑟夫森结的小尺寸和快速开关时间可能会导致新的计算机电路设计：使用半导体晶体管的替代方案。
评论：
- 超导体是电阻绝对为零的材料。
- 所有目前已知的超导材料都需要冷却到远低于环境温度才能超导。他们这样做的最高温度称为转变温度 .
相关工作表：
- 电压、电流和电阻工作表
- 导体比电阻工作表
工业技术