Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
и 1Р неизбежно.
Следует рассмотреть еще один вопрос -- в какое состояние переходит
образец после того, как в точке С происходит срыв нормальной зоны. Ответ
на этот вопрос может быть получен из рис. 5-15. Если характеристика шунта
является настолько крутой, что полный ток /п, соответствующий точке С,
меньше, чем /Св, то после срыва нормальной зоны образец переходит в
сверхпроводящее состояние. Если же характеристика шунта не слишком крутая
и /п>/с, то эта характеристика пересекается с линией a=const в области
резистивного состояния и, следовательно, после срыва нормальной зоны
образец переходит в указанное состояние. Именно этот случай изображен иа
рис. 5-15 - образец из точки С переходит в точку F.
С использованием микронагревателя была выполнена специальная серия
опытов, представляющих интерес с точки зрения анализа условий
возникновения кризиса кипения жидкого гелия на поверхности проводника.
Эти опыты заключались в следующем. При фиксированном значении тока в
образце / мощность микронагревателя увеличивалась от нуля до такого
значения Wu, при кото-
173
ром на вспомогательном описанном выше измерительном участке появлялась
разность потенциалов AU = 1 мкВ. Появление этой разности потенциалов
свидетельствовало о том, что при этом значении WH сверхпроводник
переходит в резистивное состояние. Повторяя эту процедуру для разных I,
можно определить зависимость Wn(I).
Чем выше ток /, тем при меньшей температуре образца и, следовательно, при
меньшей мощности микронагревателя WK будет появляться резистивная зона.
Очевидно, что при /=/с мощность 1^ц=0, а максимальное значение WH будет
иметь при /=0. Переход в резистивное состояние будет происходить тогда,
когда проводник будет нагрет до такой температуры, при которой данный ток
/ является критическим. Следовательно, с каждым значением тока в точке
перехода может быть сопоставлено значение температуры, определяемой с
помощью соотношения (4-3):
Т = (Гео - Гв) (1 - -'j +ГБ, (5-90)
или в безразмерных обозначениях
т-1-и (5-91)
Току 1=1 св соответствует значение Т-Тв, а току /= =0 - значение 7'=7'с0.
Рис. 5-16. Зависимость WK(I) для восьмижильного провода без изоляции.
174
Рис. 5-17. Зависимость WH(I) для восьмижильного провода с органической
изоляцией.
Если бы во всем интервале температур проводника от Т=ТВ до Т=Тсо
коэффициент теплоотдачи монотонно изменялся с температурой, то
рассматриваемая зависимость W,i(I) имела бы плавный характер. Наличие
кризиса кипения позволяет ожидать появления излома на этой зависимости
при Т=ТМ, поскольку в интервале температур от ТБ до Тм теплоотвод с
поверхности образца лучше (пузырьковый режим 'кипения), чем ib интервале
температур от Тм до Тс0.
Результаты экспериментов для восьмижильного провода представлены на рис.
5-16. Как видно из этого рисунка, кризис кипения вызывает четкий излом
кривой
{!)', слева и справа от точки излома зависимость линейна. Для сравнения
на рис. 5-17 представлены результаты аналогичного эксперимента для
восьмижильного проводника с органической изоляцией, параметры которого
приведены в § 4-8. Как уже отмечалось, из-за наличия теплового
сопротивления, обусловленного изоляцией, кризис кипения на вольт-амперных
характеристиках не проявляется (см. рис. 4-40). Это обстоятельство не
могло не отразиться на характере зависимости Wn(I). Как видно из рис. 5-
17, изломы на кривых отсутствуют.
Анализируя экспериментальные данные, представленные на рис. 5-12,
нетрудно заметить, что для случаев, когда а'>1, область состояний вблизи
/ -Jen исследована относительно мало: на графиках отсутствуют линии W=
const, подходящие более или менее близко к критическому току. Объясняется
это тем, что вблизи /=/св при малых значениях мощности микронагревателя
1ЕН длина участка комбинированного проводника, занятого нормальной зоной,
становится настолько большой, что превышает размеры исследуемого образца
(длина образ-
175
ца не превышала в наших опытах нескольких десятков сантиметров).
Указанное обстоятельство препятствовало проведению эксперимента при малых
значениях Wn вблизи критического тока; для того чтобы провести такой
эксперимент, необходимо разместить в зоне максимального одонородного поля
значительно более длинный образец.
и j w-o
К4 /
В=2Т V N. V
1 №
1 W ,<р\ •,0,12
32> ? МП >л
нВ
6
S
ч
3
2
1
100
200 300
¦J w=o
1 L
В=ЗТ \
l'J
\ \ass
\ \ 3 0,31
о,э У1
О SO WO ISO 200 250/1
Рис. 5-18. Вольт-амперные характеристики длинного образца восьмижильного
провода.
Область вблизи критических токов была детально исследована в серии
специальных экспериментов с длинным образцом, также выполненным из
восьмижильного провода без изоляции. Эти эксперименты преследовали и
другую цель -изучить вольт-амперные характеристики комбинированного
проводника при наличии продольного градиента температуры не в условиях
теплоотдачи к большому объему жидкого гелия, а з условиях теплоотдачи,
