Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
нормальной зоны. При распространении нормальной зоны в разреженной
обмотке одиночного соленоида небольшого диаметра витки, находящиеся в
нормальном состоянии, расположены значительно ближе один от другого
(соседние витки).
В рассмотренных случаях виток обмотки может иметь существенно различные
условия теплоотдачи с поверхности. При переходе через кризис кипения на
поверхности проводника образуется паровая пленка, отделяющая поверхность
от жидкого гелия и обладающая значительным тепловым сопротивлением. В
случае бифилярной (или соответствующей ей) обмотки поверхностные паровые
пленки на соседних нормальных витках отделены друг от друга достаточно
большим зазором (рис. 6-13,а). В случае обычной обмотки малого диаметра
поверхностные пленки, расположенные близко одна от другой, могут, по-
видимому, смыкаться (рис. 6-13,6). Такое смыкание пленок соседних витков,
эквивалентное росту эффективной толщины пленки, приведет к увеличению
теплового сопротивления слоя, отделяющего поверхность комбинированного
провода от жидкого гелия, и, следовательно, к росту температуры
проводника, что существенно скажется на параметрах процесса
распространения нормальной зоны.
Чтобы это проверить, был поставлен специальный эксперимент. Из
восьмижильпого провода без изоляции был выполнен бифилярный слой,
размещенный внутри обмотки из манганиновой проволоки. Этот слой был
подключен к питающему сверхпроводящему соленоиду так же, как в
экспериментах по методу сдвоенного соленоида. Манганиновая обмотка с
бифилярным слоем поме-
Рис. 6-13. Паровые пленки на поверхности проводника.
а - для бифилярной обмотки; б - для обычной обмотки.
197
Щалась внутрь другого сверхпроводящего соленОиДй, с помощью которого
создавалось магнитное поле. Таким образом, схема эксперимента сходна с
изображенной на рис. 6-1.
На соседних витках бифилярного слоя, т. е. на витках с противоположными
направлениями тока были размещены диагностические микронагреватели,
которые, как обычно, вызывали появление нормальной зоны. Эти нагреватели
были размещены не один под другим, а с некоторым сдвигом, для того чтобы
избежать перегрева проводника при одновременном включении нагревателей.
Как и ранее, микронагреватель включался на короткий промежуток времени
(примерно 0,1 с), причем его мощность, необходимая для появления
нормальной зоны, подбиралась эмпирически. Была предусмотрена возможность
синхронизации включения обоих нагревателей.
По обе стороны от одного из микронагревателей (на расстоянии 1 см друг от
друга) к проводнику были подпаяны потенциальные отводы. Разность
потенциалов с этого измерительного участка подавалась на вход
двухкоординатного самописца; на его второй вход поступал сигнал с
висмутового магниторезистивного датчика, размещенного внутри питающего
соленоида. Таким образом, самописец фиксировал зависимость ?/и(/).
Одновременно на двухкоординатпом самописце записывалась зависимость
Нн.з(/), где Нн.з--разность потенциалов на концах исследуемого
бифилярного слоя.
До проведения основных серий опытов были проведены две предварительных
серии. Зависимость UH.3(I) снималась при одних и тех же значениях
начального тока /о один раз при вводе нормальной зоны в обмотку с помощью
одного из микронагревателей, второй раз с помощью другого
микронагревателя. В пределах точности использованного самописца линии
UB.3 (/). полученные в обоих случаях, совпали. Это обстоятельство
свидетельствует, во-первых, об однородности образца комбинированного
провода, использованного для изготовления бифилярного слоя; во-вторых, о
правильном подборе мощности каждого из микронагревателей; в-третьих, об
идентичности условий теплоотдачи в обоих рассматриваемых витках.
Были проведены две основные серии опытов. В первой серии зависимость
UU(I) была определена для случая, когда включается только один
микронагреватель -
198
тот, который размещен внутри измерительного участка. Результаты этих
опытов показаны на рис. 6-14 сплошными линиями.
Вторая серия опытов была проведена при включении обоих микронагревателей.
В этом случае нормальная зона возникала в соседних витках и паровая
пленка, возникающая на поверхности проводника при переходе через кризис
кипения, могла перекрываться, как пока-
мв/см
л
250
200
150
100
I*
> ч
8
Рис. 6-14. Вольт-амперные характеристики образца при включении одного
микронагревателя (сплошные линии) и двух микронагревателей (пунктирные
линии).
Рис. 6-15. Зависимость тока I* от индукции магнитного поля при включении
одного микронагревателя (сплошная линия) и двух микронагревателей
(пунктирная линия).
зано на рис. 6-13,6. Опыты были проведены до тех же значений начального
тока, что и в первой серии, и зависимость ии(1) записывалась на то же
лист. Результаты опытов второй серии изображены на рис. 6-14 пунктирными
линиями.
Как видно из рисунка, экспериментальные данные подтверждают наше
предположение о перекрытии паровых поверхностных пленок соседних витков
