Сверхпроводящая проволока

Cтраница 3

Торые вызывают механическую деформацию соленоида. Эти силы пропорциональны диаметру соленоида. Разрывную силу, по-видимому, легко должна выдерживать сама сверхпроводящая проволока. Действительно, такая проволока, подвергнутая сильной холодной прокатке, имеет весьма высокий предел текучести. [31]

Для сверхпроводящих образцов некоторых конфигураций магнитные свойства, обусловленные бесконечной проводимостью, могут перекрывать те свойства, которые связаны с идеальным диамагнетизмом. Так именно и происходит в образцах, имеющих форму катушек и колец. Рассмотрим помещенную в магнитное поле замкнутую катушку из сверхпроводящей проволоки, находящейся в нормальном состоянии. При охлаждении катушки ниже точки перехода магнитный поток, пронизывающий ее, остается неизменным. [32]

Виды тепловых возмущений. [33]

Первоначально предполагалось, что деградация может быть обусловлена слабыми участками в сверхпроводящей проволоке, которая имеет длину порядка нескольких километров даже в магнитах сравнительно небольших размеров. Кроме того, по мере накопления опыта стало ясно, что сверхпроводящая проволока в большинстве случаев довольно однородна по всей длине. [34]

Сильный диамагнетизм сверхпроводников позволяет удерживать груз в пространстве при помощи магнитного поля. Сверхпроводники могут быть применены для подшипников, работающих без трения, в конструкциях с вращающимися частями. Большое применение находят сверхпроводники в переключающих устройствах ( криотро-нах) или в качестве элемента памяти счетно-решающего устройства, поскольку сопротивление сверхпроводящей проволоки, являющейся сердечником проволочной катушки, можно изменить на огромную величину путем наложения слабого внешнего поля. [35]

Простейшее свойство сверхпроводящего состоя - [ ия - способность проводить ток без возникновения напряжения если ток достаточно мал); это свойство аналогично сверхтекучему ечению Не II через тонкие каналы или в пленке. Сверхпроводи-гость характеризуется критической температурой Тс. При этой емпературе сопротивление сверхпроводящей проволоки более щи менее резко падает до нуля. Считают, что сверхпроводящее остояние фактически представляет собой состояние с нулевым опротивлением, а не просто состояние с очень низким сопротив-юнием. Изящный способ демонстрации существования таких екущих без сопротивления токов состоит в том, что магнитный тержень помещают над вогнутой сверхпроводящей-чашей. Наве - [ енный сверхпроводящий ток выталкивает магнит, который оста-тся в подвешенном состоянии сколь угодно долго. В книге Пенберга [39] приведена фотография этого эксперимента, безусловно, напоминающего возникновение незатухающего сверх-екучего потока Не II в торе. [36]

Сверхпроводящие катушки потенциально, конечно, способны устойчиво работать без источника питания в так называемом режиме замороженного поля. Этот режим достигается за счет замыкания концов обмотки после ее запитки. Замыкание осуществляется тепловым ключом. Он состоит из короткого куска сверхпроводящей проволоки, не имеющей медного покрытия, навитой в безындукционною катушку, и нагревателя. Такой ключ соединяется с выводами катушки. [37]

Это часто делают по высокочастотному сигналу в LC-KOH - туре, индуктивно связанном с кольцом. Кроме того, установка должна быть достаточно жесткой; желательна, в частности, постоянная настройка инструмента. Соответствующее устройство, впервые описанное Циммерманом и др. [45], изображено на фиг. Поскольку полный поток в области, окруженный сверхпроводящей проволокой, постоянен, поток через Сг уменьшается при увеличении потока через С2, и наоборот. [38]

Несмотря на то что большинство магнитных систем работает с постоянно включенным внешним источником тока, он необходим только при увеличении или уменьшении тока в магните. При постоянном токе энергия не поступает от источника тока в магнит и расходуется только на потери в токовводах. При работе с магнитом, предназначенным для эксплуатации в течение длительного времени при неизменном поле, полезно использовать сверхпроводящий тепловой ключ. Согласно схеме, приведенной на рис. 11.12, концы обмотки замыкаются сверхпроводящей проволокой, которую можно перевести нагревателем в нормальное состояние на время, когда нужно изменить ток в магните. При достижении тока требуемой величины нагреватель выключается, проволочная перемычка становится сверхпроводящей и через обмотку магнита течет незатухающий ток, а внешний источник может быть отключен. Можно применять токовводы с разъемом на холодном конце и вынимать их из криостата, что уменьшает теплоприток в криостат. При низких температурах лучше всего применять резьбовой разъем - при завинчивании окисная пленка разрушается вследствие трения и обеспечивается хороший электрический контакт. [39]

Вернемся к образцу проволоки, в котором течет ток насыщения. При этом вдоль образца имеется бесконечно малое незатухающее напряжение. Допустим, что ток немного увеличивается. Сила Лоренца, действующая на вихревые нити, уже превышает среднюю по времени силу пиннинга данного материала, и вихревые нити непрерывно движутся поперек сверхпроводящей проволоки, генерируя тем самым устойчивый градиент напряжения вдоль нее. Если ток продолжает увеличиваться, то движение вихревых нитей почти полностью определяется изменением потока. Тогда отношение бесконечно малых импульсов напряжения к порождающим их бесконечно малым импульсам тока является сопротивлением в смешанном состоянии. [40]

Влияние транспортного тока на кооперативные потери в проводе, помещенном в поперечное магнитное поле, исследовались в работах [14, 15], авторы которых экспериментально доказали, что переменное магнитное поле частично компенсирует эффект собственного магнитного поля транспортного тока ( разд. После первого цикла изменения внешнего поля транспортный ток распределяется довольно равномерно по сечению провода. Они нашли, что при больших скоростях изменения внешнего поля транспортный ток приводит к увеличению полных потерь в ( 1 i2) раз точно так же, как в случае сплошной сверхпроводящей проволоки. При малых скоростях изменения поля потери обнаруживают более сложное поведение. В области малых значений транспортного тока они остаются почти постоянными, а затем резко возрастают при достижении током некоторого характерного значения, которое является функцией безразмерного отношения Ber / Bps ( здесь Вр n0KJca - поле полного проникновения для транспортного тока ( разд. Основные выводы теории неплохо соответствуют эксперименту. [41]

Равенство (33.8) свидетельствует о том, что, когда ток достигает критического значения, должна восстанавливаться половина нормального сопротивления. Как показано на фиг. Наблюдается также некоторый гистерезис: при уменьшении ток убывает до 0 85 критического значения, прежде чем сопротивление исчезнет. По-видимому, приближение, в котором диски обладают пронебрежимыми толщинами, является неточным. В случае, когда, помимо протекающего по цилиндру большого тока, существует еще продольное магнитное поле, в промежуточном состоянии имеют место весьма своеобразные явления. Как впервые было обнаружено Штейнером [92, 93] и подтверждено впоследствии другими авторами, средняя плотность потока в сверхпроводящей проволоке при наложении поля может сильно увеличиваться. Этот парамагнитный эффект все еще полностью не объяснен, хотя почти несомненно, что он является сложным явлением в промежуточном состоянии, по не содержит ничего принципиально нового. [42]

Равенство (33.8) свидетельствует о том, что, когда ток достигает критического значения, должна восстанавливаться половина нормального сопротивления. Как показано на фиг. Наблюдается также некоторый гистерезис: при уменьшении ток убывает до 0 85 критического значения, прежде чем сопротивление исчезнет. По-видимому, приближение, в котором диски обладают пренебрежимыми толщинами, является неточным. В случае, когда, помимо протекающего по цилиндру большого тока, существует еще продольное магнитное поле, в промежуточном состоянии имеют место весьма своеобразные явления. Как впервые было обнаружено Штейпером [92, 93] и подтверждено впоследствии другими авторами, средняя плотность потока в сверхпроводящей проволоке при наложении поля может сильно увеличиваться. Этот парамагнитный эффект все еще полностью не объяснен, хотя почти несомненно, что он является сложным явлением в промежуточном состоянии, по не содержит ничего принципиально нового. [43]

Страницы: 1 2 3