Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
сопротивление которого было известно с достаточно высокой степенью
точности (см. рис. 4-35). В этом случае для получения вольт-амперной
характеристики необходимо было снимать напряжение непосредственно с
комбинированного проводника. .
4-8. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Рассмотрим некоторые результаты экспериментов по определению вольт-
амперных характеристик комбинированных проводников, находящихся в
изотермических условиях [Л. 4-22]. Описанный в предыдущем параграфе метод
низкоомного шунта был реализован в данной работе следующим образом.
Экспериментальный участок, схематически изображенный на рис. 4-39,
представлял собой цилиндрический посеребренный медный блок диаметром 18
мм и длиной 140 мм. В блоке почти на всю длину была сделана прорезь по
образующей, а в одной из половин блока - прорезь по сечению. Таким
образом, блок был разделен на две части - 1 и 2. В прорези была вставлена
эбонитовая прокладка 3, соединенная с обеими частями с помощью винтов.
Обе части блока были электрически изолированы одна от другой. Между
частями 1 и 2 включался исследуемый образец комбинированного проводника
4, снабженный рядом потенциальных отводов, расположенных 124
Рис. 4-39. Экспериментальный блок для определения вольт-амперных
характеристик комбинированного проводника.
один от другого на расстоянии 10 мм. Этот образец был навит на
фторопластовом каркасе-звездочке 6 5 с наружным диаметром около 25 мм.
Таким образом, образец, имев- J ший длину примерно 100-150 мм,
соприкасался с поверхностью каркаса лишь в отдельных точках (на 8 зубцах
звездочки) и, следовательно, ^ теплоотдача с поверхности образца
осуществлялась к большому объему жидкого гелия. К обеим частям
исследуемого образца в верхнем основании присоединялись токопод-воды 6,
представляющие собой медные трубки. В верхнем основании обеих частей
образца были сделаны каналы с резьбой, в которые ввинчивались шпильки 7
длиной 30 мм; они электрически соединяли части 1 и 2 медного блока и
являлись шунтом. Вворачивая шпильки в большей или меньшей степени, можно
было регулировать сопротивление шунта в широких пределах, что
обеспечивало возможность обследования различных участков характеристик в
одном опыте.
К части I медного блока по образующей на расстоянии 100 мм один от
другого подпаивались потенциальные отводы 8; часть блока между этими
отводами играла роль образцового сопротивления. Тарировка этого
сопротивления проводилась в тех же условиях, в которых проводился опыт.
Описанный экспериментальный участок помещался внутрь сверхпроводящего
соленоида (питаемого независимо), который являлся источником внешнего
магнитного поля. Эксперимент проводился следующим образом. Ток в цепи
указанного участка постепенно повышался и по достижении значения /кр в
исследуемом образце появлялась резистивная зона, быстро
распространявшаяся вдоль всего образца. После того, как эта зона
распространялась вдоль образца, падения напряжения на вспомо-
125
гательнЫх участках, соседних с основным (центральным), становились
равными падению напряжения на основном участке. Это свидетельствует о
том, что температуры исследуемого образца на этих участках были одинаковы
(с точностью 0,005-0,006 К) и, следовательно, основной участок находился
в изотермических условиях1. После этого начинались основные измерения -
сигналы с ос-
мВ/см
3.0
2.5
2.0
1.5
1,0
0,5
О
Рис. 4-40. Вольт-амперные характеристики восьмижильного проводника без
изоляции.
новного измерительного участка и с образцового сопротивления выводились
на двухкоординатный самописец. Постепенно увеличивая полный ток в цепи,
можно было получать на самописце вольт-амперную характеристику
исследуемого комбинированного проводника при данном внешнем магнитном
поле.
На рис. 4-40 приведены экспериментальные вольт-амперные характеристики
восьмижильного проводника без изоляции, изготовленного по
металлургической технологии (наружный диаметр 1,0 мм, диаметр
сверхпроводящей жилы примерно 0,17 мм). Нижняя (сплошная) часть линии В =
const соответствует области пузырькового режима кипения; она начинается в
точке 7'=ГВ, /=7со (7в, В) и заканчивается в точке, соответствующей
1 Дополнительное выравнивание температуры могло осуществляться также с
помощью нагревателей, расположенных вблизи концов исследуемого образца.
126
температуре начала кризиса кипения (Т=ТМ). Верхняя (сплошная) часть линии
соответствует состояниям комбинированного проводника, в которых
сверхпроводник находится в нормальном состоянии и весь ток течет по
подложке (Tz^sTco). Нижняя точка этой части линии соответствует
критической температуре сверхпроводника в данном магнитном поле при
нулевом токе. Поэтому тонкие сплошные кривые, соединяющие эти точки на
разных линиях В = const с началом координат, представляют собой изотермы,
соответствующие Т~Тсо(В, 0).
Анализируя линии B=const в области пузырькового кипения, можно заключить,
что восьмижильный провод в области исследованных значений магнитного поля
