จากการ ผ่าน สนามแม่เหล็ก ไปยังตัวนำ ไฟฟ้ายิ่งยวด ออนเนส พบว่า สนามแม่เหล็ก สามารถ ทำลายสภาพ การนำไฟฟ้า ยิ่งยวด ให้กลายเป็น สภาพปกติ (normal state) ได้ค่า สนามแม่เหล็ก ที่น้อยที่สุด สามารถ ทำลาย สภาพการนำไฟฟ้า ยิ่งยวด ได้พอดี จะเรียกว่า สนามแม่เหล็กวิกฤติ (Critical magnetic field) สนามแม่เหล็กวิกฤติ จะขึ้น กับอุณหภูมิ ด้วย คือที่ อุณหภูมิวิกฤติ ค่า สนามแม่เหล็กวิกฤติ จะเป็นศูนย์ สำหรับที่ อุณหภูมิต่ำกว่า อุณหภูมิวิกฤติ ค่าสนามแม่เหล็กวิกฤติจะหาได้ จากสมการ

Hc = H0 [1-(T/Tc)2]
Hc และ Ho แทน ค่าความเข้ม สนามแม่เหล็กวิกฤติ ที่อุณหภูมิต่ำกว่า อุณหภูมิวิกฤติ และที่ อุณหภูมิ 0 k ตามลำดับ T และ Tc แทน อุณหภูมิ ต่ำกว่า อุณหภูมิวิกฤติ และอุณหภูมิวิกฤติ ตามลำดับ ด้วยเหตุ นี้เอง ค่า สนามแม่เหล็กวิกฤติ จึงถูกใช้ เป็นตัว จำกัด กระแสไฟฟ้า ที่จะให้ ใหลผ่าน ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด คือ กระแสไฟฟ้า สูงสุด ที่ไหลผ่าน ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด จะต้อง ไม่ทำให้เกิด สนามแม่เหล็ก เท่ากับค่า สนามแม่เหล็กวิกฤติ ที่อุณหภูมินั้นๆ

(ก)
รูปความสัมพันธ์ ระหว่าง สนามแม่เหล็กวิกฤติ กับอุณหภูมิ


(ข)
ตาราง สนามแม่เหล็กวิกฤติ ที่อุณหภูมิ 0 k ของธาตุ ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด

จากรูป โลหะมีค่า สนามเหล็ก และอุณหภูมิ ที่สอดคล้อง กันอยู่ไต้เส้น แผนภาพ เฟส (phase diagram) เช่น ที่จุด P โลหะนั้น จะยังคงสภาพ เป็นตัวนำไฟฟ้า ยิ่งยวด อยู่ได้ แต่ถ้า ต้องการให้ ไปสู่สภาพปกติ ก็ สามารถ ทำได้ โดย การเพิ่ม สนามแม่เหล็ก หรือเพิ่มอุณหภูมิ หรืออาจเพิ่มทั้งสอง อย่างพร้อมๆ กันก็ได้ วงแหวนแม่เหล็ก
พิจารณาโลหะ รูปวงแหวน วางอยู่ใสนามแม่เหล็ก ที่ค่าความหนาแน่นฟลักซ์ B ซึ่งเปลี่ยนแปลง ตามเวลา เป็นผลให้เกิด กระแสไฟฟ้า I ไหลวน ในวงแหวน นั้นได้ โดย จะเป็นไป ตามกฎของ เลนซ์ (lenz's law) สมการได้ว่า

-A(dB/dt) = RI + L(dI/dt)

R = ค่าความต้านทานของวงแหวน
L = ความเหนียวนำ (inductance)ของวงแหวน
A = พื้นที่หน้าตัดของวงแหวน
t = เวลา

จากสมการ ยังเป็นจริง ในกรณีที่ ไม่มีสนาม แม่เหล็กภายนอก เขียนสมการได้เป็น

0 = RI + L(dI/dt)

คำตอบสมการ จะเป็น


I = I0 exp(-Rt/L) I0 = กระแสไฟฟ้าเริ่มต้น

จากสมการ จะเห็นว่า กระแสไฟฟ้า ที่ไหลวน ในวงแหวน จะลดลงแบบ เอกโปเนนเซียล แต่ถ้าวงแหวนอยู่ใน สภาพการนำไฟฟ้า ยิ่งยวดซึ่ง ค่าความต้านทาน เป็น ศูนย์ ในสมการ เขียนได้เป็น

I = I0

จากสมการนี้ จะเห็นว่า กระแสไฟฟ้า ที่ไหลวน ในวงแหวนจะคงที่ ตลอดเวลา และเรียกกระแส ไฟฟ้านี้ ว่า กระแสไฟฟ้าคงสภาพ (persistent current) เนื่อง กระแสไฟฟ้า ที่ไหลในวงแหวน จะก่อให้เกิด สนามแม่เหล็กขึ้น ซึ่งฟลักซ์ แม่เหล็ก ที่เกิดขึ้น จะมีค่าเท่ากับ LI ในกรณี ที่มี สนามแม่เหล็ก ภายนอกด้วย ฟลักซ์แม่เหล็ก ทั้งหมด ที่ผ่านภายใน วงแหวนจะเป็น

f = AB + LI

ดิฟเฟอเรนซีเอต สมการ เทียบกับเวลาจะได้

df/dt = A(dB/dt)+ L(dl/dt)

จะได้

df/dt = -RI

เมื่อวงแหวนอยู่ในสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวด สมการจะเขียนได้เป็น

df/dt = 0

นั่นคือ f = ค่าคงที่

อิทธิพลมิสส์เนอร์

ปี ค.ศ.1933 (W. meissner) และโอเชนเฟลด์ (R. ochsenfeld) ได้ทดลองเกี่ยวกับสภาพการนำไฟฟ้ายิ่งยวด ในสนามแม่เหล็กพบว่า ตัวนำในสภาพปกติจะยอม ให้สนามแม่เหล็กผ่านเข้าไปได้ แต่ถ้าอยู่ในสภาพการนำไฟฟ้า ยิ่งยวดจะผลักสนามแม่เหล็กออกไปจึงเรียกปรากฎการณ์นี้ว่า อิทธิพลมิสส์เนอร์



รูปผลการทดลองของมิสส์เนอร์

จากการทดลองของ มิสส์เนอร์ แสดงว่า ภายในตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวดจะมีสนามแม่เป็นศูนย์ ซึ่งเป็นคุณสมบัติของสารแม่เหล็กไดอา Diamagnetic จากคุณสมบัติทางแม่เหล็ก ซึ่งมีสมการเป็น


B = U0 (H + M)

M = x H

Ur = 1 + x


B = ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก

H = ความเข้มสนามแม่เหล็ก

M = สภาพแม่เหล็ก (magnetizition)

X = ค่าความอ่อนไหว (susceptibility)

U0 และ Ur = ค่าความซึมผ่าน (permeability) ของสูญญากาศและค่าความซึมผ่านสัมพัทธ์ สำหรับ ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด จะเขียนได้เป็น

M = - H

X = - 1

mr = 0

จากการที่ ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด แสดงอำนาจ ไดอาแม็กเน็ท นี่เอง จึงทำให้ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวดมีคุณสมบัติทาง ไฟฟ้า-แม่เหล็ก แตกต่างไปจาก ตัวนำธรรมดา คือพิจารณา ตัวนำธรรมดา และวงแหวน ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด ขนาดเท่ากัน วางใน สนามแม่เหล็ก ภายใต้เงื่อนไขเดียว กันพบว่า เมื่อหยุดผ่าน สนามแม่เหล็ก เข้าไปวงแหวน ตัวนำไฟฟ้ายิ่งยวด จะสร้าง สนามแม่เหล็ก ขึ้นมาเอง ซึ่งเกิดจาก กระแสไฟฟ้าเหนียวนำ ที่ไหลวนในวงแหวน สำหรับวงแหวน ธรรมดาจะไม่ปรากกฎ สนามแม่เหล็ก เลย