Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
нормальной зоны. Если бы удельное сопротивление материала подложки не
изменялось с температурой, то на диаграмме Ни(/) все линии динамических
процессов, соответствующие различным значениям начального тока, сливались
бы друг с другом. Это происходило бы потому, что в нормальном состоянии
(участок b - с на рис. 6-4,а) сопротивление материала подложки, а
следовательно, и отношение (Пи//)ю были бы одинаковыми для любых
начальных токов (т. е. для любых температур комбинированного проводника
Т~>ТС). При этом "схлопывание" нормальной зоны (участок c - d)
происходило бы, как уже отмечалось, при одном и том же значении тока /-
Im-
Поскольку в действительности сопротивление материала подложки заметно
изменяется с температурой, в рассматриваемой обмотке токов начинают
проявляться эффекты, подробно рассмотренные в § 4-5. При этом участок
снижения тока на кривой динамического процесса является не прямолинейным
(как в рассмотренном выше случае, когда интервал температур настолько
узок, что температурная зависимость удельного сопротивления подложки
практически не проявляется), а имеет переменную крутизну. С уменьшением I
отношение (UnfI)I0 уменьшается, приближаясь к значению (П//)^ г=г (см.
рис. 6-3 и 6-4,6).
Очевидно, •что та точка на линии динамического процесса, соответствующей
данному значению начального тока /о, в которой сопротивление участка
комбинированного проводника (?///)/о имеет максимальное значение,
является точкой равновесного состояния. В самом деле, максимальное
значение сопротивления единицы длины комбинированного проводника,
достигаемое в динамиче-
187
ском процессе, соответствует максимуму температуры проводника в этом
процессе. В указанной точке меняет знак производная dT/dt: температура
проводника на вспомогательном измерительном участке сначала растет,
проходит через максимум, а затем уменьшается.
Следовательно, проведя на диаграмме UU(I) касательные из начала координат
к каждой из линий динамического процесса, можно найти точки,
принадлежащие линии равновесных состояний данного комбинированного
проводника. Таким образом, может быть построена вся линия равновесных
состояний (линия а=const) в области температур Т>ТС, в том числе и
неустойчивая ветвь этой линии, соответствующая Т>Т*. Как видно из рис. 6-
3, характер этой линии полностью соответствует результатам, полученным в
гл. 4 расчетным путем и прямым экспериментом. В частности, четко
фиксируется максимальный ток равновесия I*.
То обстоятельство, что экспериментальные данные по динамическим процессам
в короткозамкнутой обмотке хорошо согласуются с выводами о характере
линии равновесных состояний комбинированного проводника при Т^>ТС,
полученными ранее теоретически и экспериментально в изотермических
условиях, является важным дополнительным свидетельством правильности
представлений, развитых в § 4-5.
Обозначим через I*о начальный ток, при котором равновесное состояние в
динамическом процессе соответствует максимальному току равновесия /*. Как
видно из рис. 6-4, линия, соответствующая току /*о, является своего рода
граничной кривой - при начальных токах /о> >1*о динамический процесс
заканчивается, т. е. нормальная зона исчезает при токах /</т. При этом
чем больше /о, тем меньше остаточный ток в соленоиде. При определенном
значении /0 процесс развивается таким образом, что ток в соленоиде
полностью затухает (рис. 6-4,в).
Из сказанного очевидно, что для динамических процессов, соответствующих
/0>/*о, понятия минимального тока существования нормальной зоны Im и
минимального тока ее распространения /р утрачивают смысл. Это
обстоятельство связано с установленным нами в гл. 4 отсутствием состояний
равновесия в комбинированном проводнике при />/* в условиях /=const.
Иными словами, для описания динамических процессов в этой об-
188
и и
\U"
Ldfi:
а)
6)
Рис. 6-4. Вольт-амперные характеристики динамических процессов при
различных значениях начального тока.
ласти токов модели комбинированного проводника, рассмотренные в гл. 4 и
5, применены быть не могут. Причины этого заключаются в следующем:
понятия о токах 1т и /р были введены при рассмотрении моделей
комбинированного проводника, построенных в предположении о существовании
устойчивых равновесных состояний, тогда как при /0>/*о таких состояний на
линии динамического процесса не существует.
Аналогичный характер имеют экспериментальные кривые при магнитных
индукциях 3, 4 и 5 Г (рис. 6-5- 6-7), построенные для различных значений
начального тока.
Рис. 6-5. Вольт-амперные характеристики динамических процессов
при В=ЗТ.
Рис. 6-6. Вольт-амперные характеристики динамических процессов
при В=47".
а) 6)
Рис. 6-7. Вольт-амперные характеристики динамических процессов
при В=57'.
2.5 2,0
1.5 ЬО 0,5
О
5(ю /Ь.обм
?--*¦<
В
1 2 J 4 Т
Рис. 6-8. Зависимость токов Iv и I* от индукции внешнего маг-
нитного поля.
Рис. 6-9. Зависимость отношения коэффициентов теплоотдачи Лбо/Лобм от
