ід поля зовнішньої поверхні плівки, то при фіксованій величині L за величиною струму, порушуваного в приймальній котушці, можна судити про величиною l. Для вимірювання залежності l = l (Н) всю конструкцію поміщають всередину соленоїда. br/>
8. Професії надпровідників.
Застосування надпровідників в конструюванні
магнітів найближче природі надпровідності. p> В.Буккель. br/>
8.1 Магнетизм і надпровідність.
Найважливіша область техніки, де застосовується надпровідність обіцяє зробити великі зміни, визначилася вже в перші роки після відкриття цього явища - то передача електричного струму і створення сильних магнітних полів.
Досить пустити сильний струм по витків соленоїда, і він стане потужним магнітом. З тих пір як Ампер з'ясував, що соленоїд поводиться так само, як і природний магніт, всі сучасні магніти виготовляються за цим принципом. У кожному з них є спіраль - обмотка, по якій проходить струм. Чим більше сила струму, тим сильніше магнітне поле. p> Електромагніти теоретично не мають межі за своєю В«силіВ» або інтенсивності (індукції магнітного поля), але це тільки теоретично. Коли ж за допомогою струму створюють магнітне поле, мають місце два побічних ефекту, які і визначають складність отримання великих полів. По-перше, на елемент проводу довжиною Dl і з потоком I, що знаходяться в магнітному полі індукцією В, діє сила F = BIDlsina, де a - кут між вектором індукції В і напрямком струму. Отже, на провід з струмом будуть діяти сили, пропорційні силі струму і індукції поля, створюване соленоїдом. Ці сили збільшуються зі збільшенням поля і прагнуть розірвати соленоїд, крім того, крайні витки наближаються до середніх. У потужних магнітах тиск поля на внутрішньому секції настільки велике, що матеріал обкладки починає текти. По-друге, при протіканні струму I 2 по провіднику з опором R виділяється потужність Р = I 2 R. Ця потужність пропорційна квадрату силі струму, і, отже, вона буде збільшуватися із збільшенням індукції створюваного поля. Розширення обсягу робочого простору також буде супроводжуватися збільшенням виділяється потужності. Звідси виходить, що для живлення одного потужного магніту потрібна ціла електростанція, а для охолодження - водокачка.
8.2 Cсверхпроводящіе дроти.
Надпровідні дроти разюче відрізняються від тих, що застосовуються в електричних побутових пристроях.
Високі магнітні поля здатні витримувати лише надпровідники другого роду. Вони В«впускаютьВ» у себе магнітне поле у ​​вигляді вихорів. Але рух цих же вихорів зумовлює появу електричного опору, і велика критичне поле В«компенсуєтьсяВ» малої критичної щільністю струму.
Знадобилися тривалі зусилля для створення матеріалів, структура яких перешкоджає руху вихорів. Для цього були створені спеціальні складні технології, що включають безліч етапів повторних плавок і волочіння, відпалу і кування, хімічної обробки і т.д. Фактично створена спеціальна область металургії та матеріалознавства.
До сучасних матеріалів для надпровідних проводів в першу чергу сплави ніобію (Nb) з титаном (Ti). Це найбільш часто використовуваний матеріал, дроти з нього виробляються в ряді країн серійно (см.ріс.27). Більш високими характеристиками володіє з'єднання Nb 3 Sn. Воно витримує поле напруженістю до 100тис. Е одночасно з щільністю транспортного струму до 10 3 А/мм 2 ! p> Nb 3 Sn також використовується для конструювання проводів, хоча такі дроти робити набагато складніше, ніж ніобій - титанові. З надпровідним матеріалом треба звертатися набагато акуратніше; мабуть, поки єдиним приємним винятком є ніобій - титанові сплави, які мають достатню для виготовлення проводів пластичністю. І вони - то найбільш використовуються в практиці. p> Ми не можемо навіть перелічити всі проблеми виникають при конструюванні надпровідних проводів. Вирішуючи їх, конструктор повинен поєднати суперечливі вимоги. Скажімо, для забезпечення стабільності бажано додавати в провід більше міді. Але тоді збільшитися його вагу і зменшитися середня щільність струму. Низький питомий опір міді сприяє придушення нестійкостей, але зате збільшує втрати в змінному магнітному полі.
Надпровідні жилки дроти, які повинні мати діаметр менше
0,1 мм, розташовуються в мідній матриці. Жилки обов'язково потрібно скручувати щодо поздовжньої осі проводу. На мал.31 ви бачите не просто перерізу різних проводів, а різні фази збірки надпровідного проводу. Пучок тоненьких надпровідних жилок покривається міддю і скручується, потім ця операція проробляється з отриманими більш товстими жилками і т.д.
У великих пристроях стабілізуючого впливу міді недостатньо, і дріт по всій довжині додатково охолоджують рідким гелієм, для чого в мідній матриці залишають спеціальні канали.
Так що надпровідний провід вельми складна і дорога констру...
