Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
стабильного существования ограниченных нормальных участков.
В целом этот вопрос в настоящее время разработан пока слабо как в
теоретическом, так и в экспериментальном плане, поскольку выделение
отдельных механизмов, которые могли бы приводить к стабилизации
ограниченных резистивных участков, на опыте довольно затруднительно.
Следует, по-видимому, все же считать, что наблюдение подобных участков
свидетельствует о существенной неоднородности свойств данного проводника
по длине {Л. 5-5].
Проведенный выше анализ, как отмечалось, относится только к случаю
бесконечно малых возмущений. Однако практически наиболее важные источники
флюктуаций вызывают конечные (и достаточно мощные) возмущения. Таковы и
скачки магнитного потока, и потери, вызванные механическим перемещением
слабо закрепленных витков, и вариации теплосъема, связанные с
формированием отдельных паровых пузырьков. Хотя для последнего механизма
известны случаи, когда из-за воздействия флуюктуаций возможно даже
заметное переохлаждение образца (Л. 5-6], в целом конечность возмущений
приводит к ухудшению устойчивости проводника. Количественные оценки
степени подобного воздействия мало определены, поэтому- для точного
выявления реальных областей устойчивости следует полагаться на
экспериментальный материал.
5-6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Экспериментальное исследование равновесных состояний комбинированного
проводника в случае, когда нормальная и (или) резистивная зоны
стационарно сущест-
165
вуют на некоторой длине проводника, было выполнено с помощью метода
регулируемого иизкоомного шунта, ранее использованного нами для
исследования равновесных состояний комбинированного проводника в
изотермических условиях (§ 4-7). Это исследование проводилось при таких
условиях охлаждения, когда комбинированный проводник, по длине которого
имеется градиент температуры, находится в большом объеме жидкого гелия.
Как и при упомянутых выше измерениях, применение шунта позволило
реализовать в эксперименте неустойчивые состояния проводника.
На фторопластовом каркасе-звездочке был навит исследуемый образец
комбинированного проводника. Для того чтобы иметь возможность сравнивать
экспериментальные данные с результатами расчета, выполненного в
предположении о бесконечной длине комбинированного проводника (§ 5-3),
были использованы образцы проводника большей длины, чем в случае
изотермических условий.
Градиент температуры по длине образца создавался с помощью постоянно
включенного микронагревателя, который размещался в центре исследуемого
образца. В остальном схема эксперимента была такой же, как и в серии
опытов при изотермических условиях. Регистрировались следующие величины:
сила тока в исследуемом образце; разность потенциалов на концах образца;
мощность микронагревателя (по измеренным значениям силы тока в цепи этого
нагревателя и разности потенциалов на его концах).
В данной серии опытов, вообще говоря, не было принципиальной
необходимости измерять падения напряжения на нескольких измерительных
участках по длине образца, как это делалось в опытах при изотермических
условиях. С помощью потенциальных отводов от концов образца измерялось
падение напряжения на всем образце, а вспомогательные измерительные
участки служили для определения расположения нормальной зоны.
Для вспомогательных целей одновременно измерялось падение напряжения на
концах короткого (около 0,5 см) измерительного участка, внутри которого
располагался микронагреватель. Кроме того, у обоих концов исследуемого
образца, вблизи точек подпайки образца к шунту, контролировалось падение
напряжения на Таких же коротких измерительных участках. Как только на
этих
166
участках появлялась разность потенциалов, измерения прекращались, так как
ее появление свидетельствовало о том, что весь исследуемый образец
перешел в нормальное состояние.
Так же, как и в опытах при изотермических условиях, вольт-амперная
характеристика образца регистрировалась на двухкоординатном самописце.
Полный ток в цепи постепенно увеличивался при неизменной мощности
микронагревателя и при данном внешнем магнитном :поле. Измерения были
проведены при различных значениях индукции поля в пределах от 2 до 5 Т.
Выполненное нами исследование равновесных состояний проводника имело
целью, во-первых, выяснить, насколько соответствуют экспериментальным
данным результаты расчета равновесных состояний при наличии градиента
температуры по длине проводника, и, во-вторых, определить значения 1т и
/р и на этой основе выяснить, насколько они отличаются от соответствующих
значений, найденных ранее (§ 4-8). В качестве объекта исследований был
выбран восьмижильный комбинированный провод без изоляции, основные
параметры которого приведены в § 4-8.
Сопоставление критических токов для образцов восьмижильного провода,
исследованных в изотермических условиях и в условиях продольного
градиента температуры, показывает, что соответствующие значения
