網(wǎng)友解答: 【人們談及超導就說他沒有電阻，這是真的嗎？是否意味著用納米級線材就可以傳輸無窮大的電能】不管是用普通導體還是超導體，都可以在無限長的時間內(nèi)傳輸無窮大的電能，題主的問題與導體是

【人們談及超導就說他沒有電阻，這是真的嗎？是否意味著用納米級線材就可以傳輸無窮大的電能】

不管是用普通導體還是超導體，都可以在無限長的時間內(nèi)傳輸無窮大的電能，題主的問題與導體是否是超導體毫無關(guān)系。如果要在有限的時間內(nèi)傳輸無窮大的電能，那直接違背基礎(chǔ)物理學定律，因為這意味著需要無限多的電子。

電阻是一個物體對于電流通過的阻礙能力，按照歐姆定律，電阻與電阻率、長度成正比，與截面面積成反比。題主專門提到納米級線材，顯然是受到歐姆定律的影響，普通導體的電阻，截面面積越小產(chǎn)生的電阻越大。同時按照歐姆定律，如果某材料的電阻為零，那就意味著在該材料中的電流為無限大！注意，是電流為無限大，不代表電能是無限大，或許提問者混淆了電流和電能。

圖示：歐姆定律。R：電阻；V：電壓差；I：電流。注意，歐姆定律是一個經(jīng)驗定律，它不能用于所有情況，遵守歐姆定律的被稱為“歐姆元件”或“歐姆電路”或“歐姆式導體”。但在現(xiàn)實世界中電動機、變壓器以及超導體都不遵守歐姆定律。

所以，我們在實驗室中能得到超導體，即在某個特定的條件下（低溫以及其它條件如低磁場強度），材料的電阻為零（先不考慮是否完全等于零，還是有很小一點點電阻。），同時材料中的電流不是無限大。這就是為什么說超導體不是歐姆式導體的原因，按照歐姆定律，超導體中的電流無論電壓多低，都應該是無窮大，否則電阻在數(shù)學上就不可能等于零。但我們不能使用歐姆定律否定超導體的存在，也不能用超導體的存在否定歐姆定律。

而事實上，人們也很快發(fā)現(xiàn)，如果增加超導體中的電流強度，那么在其他條件不變的情況下，超導體將轉(zhuǎn)變?yōu)槠胀▽w，失去超導性質(zhì)，這被稱為超導體的臨界電流，這證明我們生活在現(xiàn)實世界而不是魔幻世界，因為無限就是一個魔幻般的東西，只能生存在數(shù)學世界中，不應該出現(xiàn)在現(xiàn)實世界里，超導體不能承載無限的電流，是個好事。但當然，我們希望超導材料擁有較高的臨界電流，否則這種現(xiàn)象就沒有現(xiàn)實實用價值了。同時，超導性只對直流電有效，而對交流電無效，當然電阻依然很小但不是零。所以，通常說的超導體的電阻為零，指的是直流電情況下電阻為零。

所以，如果題主關(guān)心的是超導體和歐姆定律之間的相愛相殺，那么可以明確的說兩點，第一，超導體是存在的（這有著眾多的實驗證據(jù)），第二，但同時它不能承載無限的電流。

另外，必須提及的是，超導體的怪異之處，不僅表現(xiàn)為電阻為零，還表現(xiàn)為超導體具有近乎完全的抗磁性。

圖示：當材料在特定條件下（低溫等）轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢w后，它就擁有了完全抗磁性，磁場幾乎不能進入該材料內(nèi)。而不同類型的超導材料，對于磁場的通透性還有不同之處，比如二型超導材料在一定的磁場強度中允許磁場部分通過材料，因此可以實現(xiàn)一些很有趣的懸浮現(xiàn)象，未來也許存在某種現(xiàn)實用處。

對，超導體的電阻率為零，而且，是絕對的零。

超導在1911年由荷蘭物理學家卡末林.昂尼斯團隊發(fā)現(xiàn)，第一個超導體是金屬汞，臨界溫度為4.2 K，即在4.2 K以下電阻突然降為零。

超導體電阻為零，起初昂尼斯團隊是認為電阻超出了儀器測量精度（0.00001 Ω），他們已經(jīng)“測不到了”，所以認為是零。后來，昂尼斯的工程師Gerrit Flim為了證實超導體電阻到底有多小，花了20年左右的實驗不斷重復實驗并提高精度，最終也未能測量到超導體電阻率的極限值，也就是說，它還是零。Flim設(shè)計的實驗原理很簡單：他設(shè)計了兩個并列線圈，被金屬圓筒包圍以屏蔽地磁場，其中一個線圈是超導體，引入電流后斷開出路，電流就會在超導環(huán)里持續(xù)穩(wěn)定地存在，相當于一個磁體。第二個線圈是一個普通銅線圈，需要外接電流，也相當于一個磁體。兩個線圈中間設(shè)一個磁針，調(diào)整銅線圈中的電流大小和超導線圈初始值一樣，那么磁針就不受外力而指向東西方向（避免和地磁場的南北方向混淆）。一旦超導線圈出現(xiàn)電阻，其中的電流就會發(fā)生衰減，磁針的指向也就會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，或者需要調(diào)整銅線圈電流讓磁針不偏轉(zhuǎn)。顯然，超導線圈中電流越大，這個實驗效果就越明顯。但是Flim最終加到了200 A的大電流，也沒有發(fā)現(xiàn)磁針的任何偏轉(zhuǎn)。

后來，隨著儀器測量精度的提高，人們證明超導體電阻率低于10^-18 Ω.m。而室溫下導電性極好的金屬如金、銀、銅、鐵、鋁、鉑等的電阻率一般為10^-8 Ω.m?？梢姵瑢w導能力要強10個數(shù)量級，名副其實的“超級導電”。假設(shè)利用電磁感應方法，在超導環(huán)內(nèi)感應出1 A的電流，可以通過測量該環(huán)形電流產(chǎn)生的磁場來判斷電流是否衰減。粗略估計，如果周圍低溫環(huán)境能夠永遠保持，超導狀態(tài)永不改變的話，那么至少需要1000億年才能徹底衰減掉這個電流。相比之下，我們宇宙的年齡，也不過137億年。因此，在人類有生之年，完全可以認為超導體電阻就是絕對的零！

但是，超導體承載的電流并不是無限大的！原因是超導體還存在臨界電流密度。一旦超過這個電流密度，超導狀態(tài)將不可恢復，電阻就會出現(xiàn)。事實上，超導體存在至少三個關(guān)鍵臨界參數(shù)：臨界溫度、臨界磁場、臨界電流密度。三者還會互相影響，必須在三者都足夠小的情況下，構(gòu)成的超導臨界曲面范圍內(nèi)，超導才可以穩(wěn)定地存在。

如果采用超導納米線來承載超導電流，那么電流密度是極大的，也極其容易破壞超導狀態(tài)?，F(xiàn)在量子通訊中采用的超導鈮單光子探測器就是利用了這個原理，將金屬鈮的薄膜刻蝕成極窄的納米線陣列，一旦有光子進入將導致局域升溫。溫度上升幅度雖然很小，但足以導致臨界電流密度迅速減小，原先承載的超導電流將達到破壞超導的程度，也就得到了電阻值，從而出現(xiàn)電壓信號。