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现阶段电能的远距离输送都是采用低电阻率的铜、铝等材料制成的导线来进行，由于有电阻的存在，电力传输线路传输电能的密度受到很大影响，不得不依赖增加电力传输线路导线的横截面积来降低电阻和传输较多的电能，这不仅需多耗大量贵重的有色金属材料，电力传输线路的电阻还会造成大量的电能损耗，造成电能的浪费；远距离高压电力传输线路的电阻造成的电能损耗大约占所输送电能的5~7％，采用超导体材料能够消除导线的电阻，但目前的超导体材料的临界温度太低，造成利用超导体材料架设远距离超导线路的成本较高。
那么，怎样才能提高超导材料的临界温度和临界电流密度呢？众所周知，如果在纯净的四价半导体材料硅、锗中加入微量的三价或五价杂质元素，则半导体材料的电导率就会有极大的提高。它山之石，可以攻玉。如果将上述现象中所包含的原理用于金属导电材料和超导材料，金属导电材料的电导率同样应有极大的提高，而对于超导材料，其超导临界温度也会相应改变。
金属的电阻是由于自由电子在外电场作用下作定向运动，所获得的能量使自由电子直接跃迁到较高的能级状态，处于较高能级状态的自由电子是不稳定的，会通过电磁辐射跃迁到较低的能级状态上去，使自由电子在外电场作用下的定向运动被打乱，并将在外电场作用下传递给自由电子的能量辐射出去，并将电能转化为热能。
导体的温度愈高，参与电磁辐射的自由电子愈多，自由电子在外电场作用下作定向运动时，更容易跃迁到较高的能级状态，再通过电磁辐射跃迁回基态，将在外电场作用下传递给自由电子的能量辐射出去，并将电能转化为热能，因而导体的电阻在导体温度升高时会相应增大。
本文的提高超导材料临界温度和临界电流密度的方法，是利用处于低温状态的超导材料制成的导线，将导线与至少一台静电起电机或高压直流电源的负极相连接，并将每台静电起电机或高压直流电源的正极接地，每台静电起电机或高压直流电源内设有调压器，调压器用于调节静电起电机或高压直流电源的输出电势，其输出电势的调节范围为1~100千伏特，静电起电机或高压直流电源的的输入端设有电路开关，电路开关可在需要时切断静电起电机或高压直流电源的供电电路。利用至少一台静电起电机或高压直流电源向导线输送负电荷，使导线上带有负电荷，根据量子力学理论，导线上的负电荷将趋于由自旋平行且反向的电子双双组成电子对，这些电子对与超导材料在低温状态下自身具有的电子对不同，是一种非常稳定的理想电子对。利用导线上的负电荷和/或负电荷组成的理想电子对来传输电能，由于电子对的惯性质量极小，其热运动与构成超导材料的晶格不产生热能交换，理想电子对可在常温状态下不受超导材料晶格热运动的拖动而稳定存在，由于有大量的超自由电子穿过超导材料的晶格，使得超导材料上的超导电子对在较高温度状态下也会大量出现，并可使一些原本不具备超导性的材料也转化为超导材料，从而提高了超导线路导线的临界温度和电流密度。
金属导电的经典电子理论认为，金属的电阻是由于构成金属晶格的离子带有正电荷，而在晶格间运动的自由电子带有负电荷，构成晶格的离子与在晶格间运动的自由电子之间存在着库仑作用联结。当自由电子在外电场作用下作定向运动时，自由电子很容易由于存在与晶格离子的库仑作用联结将定向运动所具有的能量传递给晶格离子，转化为晶格离子的无规则热运动。晶格离子的无规则热运动也会因晶格离子与自由电子之间存在着库仑作用联结而影响到自由电子在外电场作用下的定向运动，使自由电子在外电场作用下的定向运动被打乱。
金属的电阻和温度有关，是因为晶格离子的无规则热运动随温度升高而加剧，自由电子与晶格离子由于存在库仑作用联结，使自由电子受到晶格离子无规则热运动的拖动，一起作无规则的热运动，将自由电子的定向运动打乱，并将定向运动所具有的能量传递给晶格离子。在晶格离子没有热震动（冷却到绝对零度）的完整晶体中，自由电子能在离子的行间作直线运动而不受没有无规则热运动晶格离子的拖动。
利用静电起电机或高压直流电源在超导材料的晶格间注入大量多余的自由电子，则外来的电子还会产生一个可影响超导材料表面的静电场，如果静电场作用可使超导材料表面电子的热运动趋于静止，则其效果等效于降低超导材料表面的温度，由于电子的静止质量极小，受外界温度的影响远不如晶格离子大，也就是说，升高或降低导体的温度，不能明显的改变自由电子的热运动，若能此文共有3页 上一页 1 2 3 下一页
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