Supraleiter

Supraleitung ist das sprunghafte Verschwinden des elektrischen Widerstandes unterhalb einer bestimmten Temperatur.

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Materialien für Supraleiter und deren sprungtemperaturen in Kelvin und Grad Celsius

Bei tiefen Temperaturen kommt es bei einigen elektrischen Leitern zu einem sprunghaften Verschwinden des Widerstandes. Die Sprungtemperatur ist materialabhängig. Da Supraleiter keinen Widerstand haben, können über sie große Energiemengen verlustfrei übertragen werden. Je nach Sprungverhalten unterscheidet man zwischen zwei Arten, dem Supraleiter 1. Art und dem Supraleiter 2. Art:

Einordnung von Leitern, Supra-, Halb- und Nichtleitern

Supraleiter Typ I: Zu den Supraleitern erster Art zählen die meisten supraleitenden Elemente. Die Einteilung der Supraleiter erfolgt über den Verlauf der Magnetisierungskurve. Bei Supraleitern erster Art erfolgt eine negative Magnetisierung in einem Magnetfeld. Diese steigt proportional bei einer Erhöhung des Magnetfeldes, bis sie abrupt auf null zurückfällt und die Probe normalleitend wird. Der Punkt, an dem die Magnetisierung abbricht, tritt bei dem so genannten kritischen Magnetfeld "H" auf.

Supraleiter Typ II: Bis zu einem kritischen Magnetfeld "H" verhalten sich Supraleiter zweiter Art wie die erster Art. Danach nimmt die Magnetisierung ab, bis sie zusammenbricht. Die hierfür benötigten relativ großen Magnetfelder machen diesen Typ interessant für den Bau von Magneten und weitere technische Anwendungen.

Ein Magnet schwebt über einem mit flüssigem Stickstoff gekühlten Hochtemperatur-Supraleiter, Foto: Uni Stuttgart

Hochtemperatur-Supraleiter (HTTS) ermöglichen eine deutliche Steigerung der Leistungsdichte elektrischer Antriebe. Es handelt sich um eine Klasse von keramischen Supraleitern mit besonders hohen Sprungtemperaturen. Aktuelle Entwicklungsthemen sind Maschinen mit supraleitenden Gleichstromwicklungen für Schiffsantriebe und Windkraftgeneratoren .