Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
обмотки - линия равновесных состояний, полученная по результатам второй
серии опытов (включение двух микронагревателей), соответствует меньшим
токам, чем линия, полученная по результатам первой серии опытов
(включение одного микронагревателя).
На рис. 6-15 показаны зависимости тока I* от индукции магнитного поля,
полученные для первой и второй
199
серий опытов (соответственно сплошная и пунктирная линии). Существенное
уменьшение величины I* однозначно свидетельствует о значительном
ухудшении условий теплоотдачи во второй серии опытов. По аналогии с
уравнением (6-7) легко может быть найдено следующее соотношение между
эффективными коэффициентами теплоотдачи для указанных режимов охлаждения:
В рассматриваемом случае Л2/Л1 составляет в среднем 1,2.
Рис. 6-16. Схема измерения скорости распространения нормальной
зоны.
Представляет большой интерес экспериментальное определение1 скорости
распространения нормальной зоны вдоль комбинированного проводника ". Эта
скорость измерялась слёдующим образом. К исследуемому образцу
комбинированного проводника вблизи точки размещения диагностического
микронагревателя подпаивались потенциальные провода а, b и с (рис. 6-16).
Расстояние между точками подпайки проводов а и b составляло 10 см. К
осциллографу присоединялись провода а и с и & и с. Одновременно по
обычной схеме измерялся ток в исследуемом соленоиде /.
После того, как с помощью микронагревателя М в соленоид вводился зародыш
нормальной зоны, эта зона начинала распространяться вдоль проводника. На
ленте осциллографа фиксировались моменты ty и t2 появления разности
потенциалов в точках а и Ь, т. е. моменты прохождения точек а и Ь фронтом
нормальной зоны. По известным значениям ty, t2 и расстоянию I между
точками а и b определялась скорость распространения нормальной зоны
(6-9)
(6-10)
1 Теоретически этот вопрос рассмотрен в § 6-4.
200
Поскольку расстояние И, следовательно, сопротивление участка а - b в
нормальном состоянии относительно невелики, то при распространении
нормальной зоны от точки а до точки b ток, "замороженный" в исследуемом
соленоиде, изменяется незначительно. Следовательно, измеренное значение
скорости распространения нормальной зоны может быть с высокой степенью
точности отнесено к среднему значению тока
;ср = r^T^i(t)dt. (6-11)
л
Аналогично измеряется скорость (c) при сокращении нормальной зоны (при
i(t)<Jv).
Рис. 6-17. Зависимость скорости распространения нормальной зоны от тока
для семижильного кабеля.
Рис. 6-18. Зависимость скорости распространения нормальной зоны от тока
для девятнадцатижильного кабеля.
Следует отметить, что скорость распространения нормальной зоны может быть
(вычислена по зависимости Rn.3(t), которая определяется в процессе
обработки опытных данных, полученных по методу одиночного соленоида:
*=-7<W2>
где г - сопротивление единицы длины комбинированного проводника. Однако
точность определения скорости
201
Таким сйосоёом заметно уступает точности прямого Мс-перимента.
Зависимости скорости распространения нормальной зоны вдоль
комбинированного проводника в разреженной обмотке от тока, полученные с
помощью 'Прямого эксперимента, приведены на рис. 6-17 (семижильный
кабель) и на рис. 6-18 (девятнадцатижильный кабель). Эти данные хорошо
подтверждают развитые ранее представления о характерных токах 1т и 1Р.
Минимальный ток существования нормальной зоны 1т определялся по найденной
зависимости "(/) как ток, для которого в пределе должно было наблюдаться
неограниченное возрастание скорости распространения сверхпроводящей зоны.
Для этого полученные данные переводить в систему координат 1/0=/(/);
кривая, проходящая через экспериментальные точки, экстраполировалась до
пересечения с осью абсцисс, и в точке пересечения фиксировалась величина
1т.
Минимальный ток распространения нормальной зоны /р определялся как ток,
при котором 0 = 0, по точке пересечения зависимости о (/) с осью абсцисс.
Аналогичным образом по значениям скорости распространения нормальной зоны
может быть определена величина критического тока обмотка /с. Этот способ
определения /с может представлять интерес для крупных не-
стабилизированных обмоток.
Найденные указанными способами значения 1т и /Р хорошо согласуются с
данными, полученными из зависимости i?H.3(/) (см. рис. 6-10 и 6-11).
Таким образом, в результате описанных экспериментов еще раз подтверждена
справедливость сформулированных в гл. 5 выводов о характере вольт-
амперных характеристик равновесных состояний комбинированного проводника
и выявлены границы применимости развитых выше модельных представлений для
описания динамических процессов в сверхпроводящих обмотках.
6-3. ВЛИЯНИЕ ОХЛАЖДЕНИЯ ОБМОТКИ СВЕРХТЕКУЧИМ ГЕЛИЕМ
В ряде работ выдвигалось предложение о том, чтобы для охлаждения
разреженных сверхпроводящих обмоток использовать гелий, охлажденный ниже
Л-точки (2,19 К), т. е. гелий-Н. Гелий-II предлагалось использовать так-
202
же в почти плотных обмотках, в которых осуществляется энтальпийная
