Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
характерных для обмотки соленоида.
Схема эксперимента выглядела следующим образом. На фторопластовый каркас-
катушку наматывалась в де-вять-десять слоев обмотка из манганиновой
проволоки того же диаметра, что и у исследуемого комбинированного
проводника. Затем поверх этой обмотки в один слой (около 100 витков)
бифилярно наматывался исследуемый образец комбинированного проводника,
длина этого 176
образца составляла 15-20 м. К образцу был прикреплен микронагреватель.
Поверх этого слоя вновь наматывалось несколько слоев манганиновой
проволоки. Каналы для жидкого гелия, как обычно при намотке
сверхпроводящих соленоидов, обеспечивались путем навивки на проводник
капроновой нити.
Таким образом, .с точки зрения режима теплоотдачи исследуемый образец
находился в условиях, максимально приближенных к условиям охлаждения
внутренних слоев обмотки сверхпроводящего соленоида. Большая длина
образца позволила исследовать область состояний вблизи критического тока.
Намотка образца была выполнена бифилярно для того, чтобы индуктивность
этого слоя обмотки была равна нулю: в этом случае измеряемая разность
потенциалов на концах образца равна активному падению напряжения на нем.
Концы образца, как и в предыдущем случае, были подпаяны к низкоомному
шунту. Внешнее магнитное поле создавалось сверхпроводящим соленоидом
внутренним диаметром 90 мм.
На рис. 5-18 представлена зависимость U (I)w r_ const,
полученная для длинного образца восьмижильного провода при индукции поля
2, 3, 4 и 5 Т. Прежде всего следует отметить, что в результате
проведенных опытов не обнаружено сколько-нибудь существенного влияния
изменения условий теплоотдачи с поверхности комбинированного проводника к
кипящему жидкому гелию на характер зависимости U (I)w =COnsf В этих
опытах была
подробно исследована область состояний вблизи критического тока для
комбинированного проводника с градиентом температуры. Результаты
обнаруживают хорошее согласие с результатами расчета, выполненного с
учетом кризиса кипения (см. рис. 5-8).
Основной вывод, вытекающий из полученных данных, заключается в следующем:
подтверждено, что для ряда значений Wn^0 падение напряжения на
комбинированном проводнике с продольным градиентом температуры при /=/Св
имеет весьма существенную величину. Этот, вывод основывается на
результатах экспериментов, в которых удалось реализовать участки линий
1КН=0 в области токов вблизи Iv.
Эксперименты, в которых были реализованы состояния 1ЕН=0, проводились
следующим образом. При опре-12-865 177
Деленной, достаточно Малой мощности микронагревателй повышался полный ток
в системе шунт - образец; при этом фиксировалась вольт-амперная
характеристика, изображаемая линией а-Ь на рис. 5-19. После того, как ток
1в образце уменьшался до величины, близкой к Iv (точка b),
микронагреватель выключался и образец переходил в состояние,
соответствующее Иг/Н=0 (точка с).
Затем полный ток в системе шунт -образец уменьшался, при этом ток в
образце повышался и фиксировалась вольт-амперная характеристика,
соответствующая линии №"=0 (с-d).
По достижении точки с, определяемой условием (dU/dI)w = (dU/dIm) ' ,
нормальная (или резистивная) зона
н п
в образце теряет устойчивость и исчезает. Следующее устойчивое состояние,
в которое переходит образец, находится вблизи точки пересечения линии
/с=const и характеристики шунта (с- е); состояние, соответствующее точке
е, однозначно фиксируется в эксперименте. Из рис. 5-19 следует, что
точка, соответствующая падению напряжения на образце при 1^и=0 и /=/сп,
расположена выше точки е. Поскольку падение напряжения на образце в
состоянии, соответствующем точке е, достаточно велико, то велико и
падение напряжения при 1^н=0 и /-/св.
После того как образец перешел в состояние, соответствующее точке е, при
изменении полного тока в системе шунт - образец ток в образце почти не
изменяется, . оставаясь примерно равным критическому току; напряжение на
образце при этом изменяется в соответствии с изменением полного тока (см.
рис. 5-1в).
Результатами описываемой серии экспериментов подтверждена и вторая
характерная особенность диаграммы U С0и7л = const -наличие излома линий
Wn=const
в точках, соответствующих температуре вблизи начала кризиса кипения
(Т=ТМ). При увеличении полного тока 178
Рис. 5-19. Вольт-амперная характеристика образца в экспериментах по
определению состояния W-C.
в системе шунт - образец ток в образце возрастает до тех пор, пока
температура в точке расположения микро-нагревателя не достигнет Тм¦
Вскоре после этого ток в образце скачком уменьшается, а падение
напряжения резко возрастает. Такой скачок обусловлен кризисом кипения,
что подтверждается измерениями падения напряжения на вспомогательном
измерительном участке. Результаты таких измерений для случая б = 2Т
приведены на рис. 5-20. Как видно из графика, при значениях WR, меньших
некоторой величины, на линии Wu=const в области резистивных состояний
