超导体

1911年，荷兰物理学家昂尼斯发现，水银的电阻并不像预料的那样随温度降低逐渐减小，而是当温度降到-268.98℃附近时，水银的电阻突然降到零。某些金属、合金和化合物，在温度降到绝对零度附近某一特定温度时，它们的电阻突然减小到无法测量的现象称为超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体。昂尼斯由于他的这一发现获得了1913年诺贝尔奖。

超导体由正常态转变为超导态的温度称为这种物质的转变温度（或临界温度）T_C。物质的温度低于它的临界温度，这种物质才会有超导性。根据临界温度的不同，超导材料可以被分为：高温超导材料和低温超导材料。但这里所说的“高温”只是相对的，其实仍然远低于冰点0℃，对常温来说也是极低的温度。

超导材料具有损耗低、能自动触发、可多次动作等特点，被广泛应用于各种限流器中，用于构造低损耗线圈。基于超导材料的超导态/正常态（S/N）转换特性，即温度、电流、磁场低于临界值时为超导态，任何一个参数超过临界值后自动恢复到非超导态。

人们利用超导体的转换特性制造出电阻型直流超导限流器，它的基本结构如图所示，由一个超导线圈和分流电阻并联组成。正常状态下超导线圈处于超导状态，几乎没有电阻。当发生短路故障时电流增大到超过超导线圈的临界电流，从而呈现出电阻，限制了故障电流的大小。分流电阻用于保护超导线圈，避免其过热损坏。

除限流器外，超导体在磁悬浮列车、量子应用、可控核聚变等重要领域都有着巨大的发展空间。