Создание - магнитные поля
Cтраница 4
 |
Внешний вид типичного сверхпроводящего соленоида и кри-остата. ( Courtesy of Oxford Instrument Co Ltd. [46] |
Сильные магнитные поля необходимы для ускорения, фокусировки, проводки и анализа пучков быстрых заряженных частиц, с помощью которых проводят исследования фундаментальных свойств материи. Крупная лаборатория, ведущая исследования по физике высоких энергий, потребляет электрическую мощность около 100 МВт, основная часть которой расходуется на создание магнитных полей с помощью обычных электромагнитов. [47]
 |
Обмотки одного стержня многообмоточного трансформатора. [48] |
Ланжевена, согласно которой суммы активных и реактивных мощностей всех источников энергии равны соответственно суммам активных и реактивных мощностей приемников этой цепи. В применении к трансформаторным цепям теорема Ланжевена может быть сформулирована следующим образом: активная мощность, теряемая в трансформаторах, равна сумме омических потерь в них и потерь от полей рассеяния, а расходуемая реактивная мощность равна сумме реактивных мощностей, идущих на создание основных магнитных полей и полей рассеяния. [49]
Для создания магнитных полей в термоядерном реакторе требуется значительное количество энергии. Например, для питания установки Токамак-10 ( СССР) расходуется до 180 МВт электроэнергии, а для установки JET - до 7 109 Дж за один импульс. Поэтому для создания магнитных полей необходимы сверхпроводящие электромагниты. Жидкий гелий циркулирует в ней при температуре, примерно равной 4 5 К. [50]
Высокие степени нагрева, обычно встречающиеся в задачах первого типа, обусловлены, главным образом, присутствием в жидкости больших электрических полей, вызывающих нагрев за счет джоулева тепловыделения. В задачах второго типа пондермоторная сила, действующая на жидкость и возникающая в результате взаимодействия текущей электропроводящей жидкости и приложенного магнитного поля, влияет на движение жидкости и снижает теплоотдачу. Хотя практическое осуществление этого процесса ограничено пока созданием магнитных полей с высоким напряжением, которые могли бы заметно повлиять на течение естественно ионизованного воздуха, тем не менее освоение сверхпроводящих магнитов позволяет надеяться, что в будущем удастся использовать эти эффекты для снижения аэродинамического нагрева, особенно при возвращении на Землю из космического полета, когда скорость движения достигает огромных величин. [51]
Как следует из формулы ( 3), размеры магнитного ярма ( части-магнитной цепи, заполненной веществом с большим ц) практически не сказываются на напряженности магнитного поля в аазоре. Мало сказывается на ней и форма ярма. Поэтому ярма электромагнитов - устройств, предназначенных для создания больших магнитных полей в воздушных зазорах - могут иметь самые разные формы. [52]
Для создания постоянного поля применяются электромагниты или постоянные магниты. Для электромагнита необходимы дополнительный источник питания и термостатированная система охлаждения. Сверхпроводящие магниты, которые нашли применение в самое последнее время для создания магнитных полей исключительно высокой напряженности, требуют системы охлаждения с циркуляцией жидкого гелия. [53]
Математическая модель на базе дифференциальных уравнений дает четкое определение реактивной мощности. Обращаясь к модели, представленной рис. 1.14, а, следует отметить, что остаются единственные пары произведений напряжений и токов мга / р - м р га Эти произведения и определяют реактивную мощность электрической машины. Как в установившихся режимах, так и в переходных процессах реактивная мощность идет на создание магнитных полей в машине. [54]
С измерительной точки зрения, как уже говорилось, идеальными являются тороидальные образцы. Однако, кроме трудностей, связанных с намоткой намагничивающей и измерительной обмоток, в тороидах нельзя получить достаточно сильные постоянные поля, необходимые при исследовании сплавов для постоянных магнитов. Обычно для этой цели применяют образцы в форме цилиндров или параллелепипедов и различные устройства для создания магнитных полей большой величины. В схему баллистической установки вместо намагничивающей обмотки образца включается намагничивающая катушка того или иного пермеаметра или электромагнита. Измерительная ( баллистическая) обмотка, помещенная на образце, включается, как обычно, в цепь баллистического гальванометра. [55]
Асинхронные двигатели и трансформаторы потребляют около 75 % всей вырабатываемой в системах реактивной мощности. Работа машин и аппаратов переменного тока, основанная на принципе электромагнитной индукции, сопровождается процессом непрерывного изменения магнитного потока в их магнитопроводах и полях рассеяния. Поэтому подводимый к ним поток мощности должен содержать не только активную составляющую Р, но и реактивную составляющую индуктивного характера QL необходимую для создания магнитных полей, без которых процессы преобразования тока и напряжения невозможны. [56]
К задачам классических гидродинамических течений, в которых уже учитываются объемные силы, относятся задачи, связанные со свободной конвекцией. Вполне естественно, что при развитии магнитогидродинамики эти задачи были исследованы с учетом дополнительной пондермоторной объемной силы. На первый взгляд может показаться, что решение задач магнитогидродинамики не имеет практического значения, поскольку в большинстве теплообменных аппаратов используются жидкости, электропроводность которых настолько мала, что ощутимое влияние на теплоотдачу потребовало бы создания недопустимо больших магнитных полей. Однако в ряде энергетических ядерных установок применяется теплообменная аппаратура с жидкометаллическим теплоносителем, и поэтому представляется вполне возможным регулировать процесс конвективного теплорбмена с помощью умеренных магнитных полей. [57]
По мере увеличения тока силы электромагнитного притяжения преодолевают силы отталкивания и происходит слияние отдельных дуг в один канал, что приводит к резкому увеличению размеров катодного опорного пятна. Вследствие этого появляются значительные трудности гашения дуги либо происходит полный отказ камеры. Поэтому задачи, стоящие при разработке ВДК, заключаются в создании условий, при которых дуга существовала бы в диффузном виде либо время воздействия сжатой дуги на электроды было бы минимальным. Это достигается созданием радиальных магнитных полей, обеспечивающих перемещение опорных точек дуги с высокой скоростью по электродам. [58]
Страницы: 1 2 3 4