超導會完全抗磁性，那麼超導線圈可以形成電磁鐵嗎？ 如果可以，那麼磁感線是如何循環的？

電磁效應是導線中有電流通過就會產生磁場，有抗磁性怎麼產生磁場？

磁感線應該穿過超導體了吧？還是說超導體排斥非自身產生的磁場

---

謝邀。

首先，超導線圈當然可以形成電磁鐵，現在LHC， BNL的RHIC這類的高能重離子加速器都是用的超導磁鐵，也就是超導線圈形成的電磁鐵。未來中國可能建的SppC也會用超導磁鐵。更重要的醫學上的MRI也是用超導磁鐵。

其次，超導體存在三個臨界值：臨界溫度，臨界磁場，臨界電流密度。並不是只要溫度足夠低就能超導。下圖顯示在三個參數都在臨界區域內，才能形成超導體。

再次，問題中的完全抗磁性並不和產生磁場排斥。只要有電流就能產生磁場，環繞的線圈就能讓磁場穿過線圈，磁場並沒有進入導體。如

而完全抗磁性來自於Meissner效應。是指在磁場中I型超導體內部的磁場為零，如下圖所示。I型超導體一般是單質金屬。其存在單一的臨界磁場。

而存在II型超導體，允許在超導體內部存在部分磁場。這是由於磁場在超導體內部缺陷處產生磁通釘扎。II 型超導體，存在兩個臨界磁場，第一個臨界磁場Hc1,超導體內沒有磁場， Hc1到Hc2之間，超導體內有磁場但仍然是超導體。如下圖所示，如果臨界磁場Hc=Hc1，為I 型超導體； Hc=Hc2，為II型超導體。

一般做超導磁鐵的超導材料為II型超導體，基本是合金。下圖顯示單質金屬I型超導體和II型合金超導體之間臨界磁場Hc的區別。

I型超導體

II型超導體

一般現在用於的超導磁鐵的材料需要有很高的臨界磁場，所以必然是II型超導體如Nb-Ti， Nb3Sn， 和高溫超導體釔鋇銅氧之類。

按說，到這裡就回答完題主的問題了，但我稍微多說幾句。

Nb3Sn的臨界磁場和臨界溫度要比Nb-Ti高，但是Nb3Sn很脆，延展性很差，而Nb-Ti合金的延展性還湊活。而超導磁鐵里，超導體必須是線材，才能繞圈。所以只有在超高磁場下才會用Nb3Sn，價格比Nb-Ti貴10倍左右。這是因為Nb3Sn需要先用CuSn和Nb拉成線材，然後高溫下反應成為Nb3Sn，步驟就多了。

超導磁鐵里的線材可不是一般的線，而是極細的線捆紮後的組合，每條細線也就幾十個微米。

大概是這樣的：

• 顯微鏡圖

• 卡通圖

• 實物圖

之所以要搞成這樣有很多原因，比如減小磁通跳躍，超導磁化，交流損耗，失超保護等等，根本的一條就是要讓電流均勻得流過整條導線，並且任何熱量都能順利導出。

---

超導體的抗磁性也就是超導體「不允許」其內部有任何磁場：如果外界有一個磁場要通過超導體內部，那麼超導體必然會產生一個與之相反的磁場，保證內部磁場強度為零。所以，超導體的抗磁性不是真的排斥磁力線通過，只是表面看起來的效果。

---

可以，核磁共振儀就是利用超導線圈產生的超強磁場

---

你所問的問題也是我想知道的。

我知道有辦法可以在超導線圈中產生電流，但似乎很難在超導線圈中產生那麼大的電流。

工程實踐中能做到，那麼肯定是有辦法的，但問題辦法是什麼呢？我也很想知道。

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

實際上我不知道工程實踐中超導線圈是如何充磁（初始化電流）的，這裡提出一個可能的方法：

在超導線圈（或整個線圈中的一小部分）處於臨界溫度之上的時候，讓一個磁場穿過超導線圈截面（比如用一個和超導線圈緊耦合的線圈，給這個線圈加電），然後在保持磁場的情況下，讓整個超導線圈溫度下降到臨界溫度之下。這時候撤掉外加的磁場，超導線圈中就會產生感生電流，維持原有的磁場不變。

===================================================================

事實上，對一個原本環電流為零的超導線圈，簡單的用電磁感應的方法是無法被超導環加電的，因為只要外加磁場消失，超導線圈內的電流就會回到0。

從原理上講，要用磁感應的方法讓超導環產生電流，唯一的方法大概是用磁單極——如果磁單極存在的話。原理上講，磁單極反覆穿過超導環，可以讓超導環裡面的電流無限制增加。

---

推薦閱讀：