臨界電流（Critical Current）

臨界電流（Critical Current）
國立虎尾科技大學電子工程系吳添全助理教授/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

　　如同臨界溫度般，通過超導體中電流若大過臨界電流，則超導性便消失。當通過超導體的電流超過一定的數值 I_c 後，超導特性也被破壞了。I_c 也是隨溫度不同而不同的。I_c(T)表示溫度為T時超導體的臨界電流（critical current）。這個現象可以從磁場破壞超導電性來說明。在半徑為R的超導線中通過電流I時，在超導線表面上產生的磁場H_s等於H_s=I/(2πR)
如果 I 很大，使H_s = H_c(T)，那麼超導線的超導性便被破壞
由於H_c～H₀[1-T/T_c]²] 所以 I_c(T)～I_c[1-(T/T_c)²]，其中 I_c(0) 表示T = 0 K時的臨界電流。
　　臨界電流要怎麼量測呢？ 電阻開始不等於零的電流 I 就是臨界電流的值，也就是沿著電流方向超導體兩端的電位差V開始不為零時的電流。由於超導體相變的寬度是相當地窄，只要稍微增加一點電流就會變成正常態，且由於測量儀器的靈敏度限制，無法量到很小的訊號，因此我們必須規範合理電表可解析的範圍，來規定當時的臨界電流。臨界電流的測量可利用二分法來量，量測的概念是判斷在有傳輸電流的情況下量到的電壓值是否介於我們定義的電壓範圍內，慢慢將電流逼近到所需求的電流值，即是所得的臨界電流值。
　　就第二類超導而言，臨界電流的含意是剛產生磁通流動造成電阻時的傳輸電流的大小。當傳輸電流小於I_C時，磁通受釘扎力作用大於羅侖茲力的作用，僅存磁通線在釘扎中心間的磁通蠕動，因此不會有很大的能量損耗；但一但傳輸電流超過I_C後，磁通線所受的羅侖茲力便大於釘扎力的作用，因此磁通線便受到驅動力而產生磁通流動，而使樣品具有一定的流阻。所以，臨界電流是我們判斷樣品在承受到磁場作用下，不產生能量耗損的指標。所以我們量測在磁場作用下臨界電流的大小無非是看我們的樣品承受磁場破壞超導性的極限，以致於我們可以出找一種臨界電流又大，又能夠承受很大的磁場，那麼這種超導就是應用極高的超導，目前也有許多研究在探討如何增加超導的臨界電流。
　　利用超導體零電阻的特性，可用於製作超導導線。利用此種導線作為電力傳輸線、能源儲存裝置和超導電磁鐵，但使用超導線圈所需電流密度及磁場均需很強，因此要達到可應用性就必須尋求可承受高電流及高磁場的超導材料。

參考資料:http://en.wikipedia.org/wiki/Superconductivity