Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
различаются относительно мало (как правило, не более чем на
2-3%).
Поэтому можно считать, что образцы, результаты исследования которых
описаны ниже, имеют такие же значения критериев стабильности а и а', как
и образцы, исследованные в изотермических условиях.
По данным гл. 4 для восьмижильного провода без изоляции, исследованного в
условиях продольного градиента температуры а'>1 при индукции поля, равной
2,3 и 4 Т и а'-<1 при В-5 Т.
Результаты экспериментального исследования восьмижильного провода без
изоляции при наличии градиента температуры по длине приведены на рис. 5-
12. На этом рисунке показана зависимость от тока падения напряжения на
участке комбинированного проводника, находящемся в нормальном (и
резистивном) состоянии, а также сопротивления нормальной зоны для
различной мощности микронагревателя и при разных значениях В.
J67
Пунктиром на графиках обозначены участки линий /= = const, не
реализованные в эксперименте.
Следует отметить, что результаты расчета, основанного на представлении о
линейной температурной зависимости сопротивления комбинированного
проводника
0.015 О, О!О
0,005
в=гт
w=o
в=гт
Рис 5-12. Зависимость от тока падения напряжения на участке проводника,
находящемся в нормальном (резистивном) состоянии, а также сопротивления
нормальной зоны при различной мощности мпкрр-
нагревателя.
16§
в резистивном состоянии с учетом, кризиса кипений (рис. 5-8), достаточно
хорошо согласуются с опытными данными. В самом деле, для
экспериментальных и теоретических графиков характерны одинаковый общий
вид линий /=const, одинаковая кривизна, наличие характерных значений тока
(1т и 1Р) для случая, когда а> 1. При В=5Т, когда а'<1, неустойчивые
состояния, характеризуемые отрицательным значением производной
(dR/dI)Wli, отсутствуют; при этом не существует значений 1т и /Р,
отличных от /св.
и <
ъ
Щ
О 50 100 150 Д
6)
Рис. 5-13. Вольт-амперные характеристики вспомогательного измерительного
участка, о -провод без изоляции; б-провод с органической изоляцией.
Как было отмечено выше, в процессе эксперимента измерялось также падение
напряжения на концах короткого измерительного участка, внутри которого
располагался нагреватель. Эти вспомогательные измерения имели следующую
цель.
До тех пор, пока в процессе своего увеличения при WH- const ток не
слишком велик, сверхпроводник в пределах этого измерительного участка
находится в сверхпроводящем или (при более высоких токах) в резистивном
состоянии. Наконец, при определенном токе темпера-
169
fypa в точке размещения микронагревателя достигает величины Tea и в
сверхпроводнике появляется нормальная зона; дальнейший рост тока приводит
к росту этой зоны.
Рассмотрим, как отражается указанный процесс на вольт-амперной
характеристике, снимаемой со вспомогательного измерительного участка. На
рис. 5-13 в качестве примера представлены типичные зависимости такого
рода, полученные для восьмижильного провода. Падения напряжения U на этих
графиках пересчитаны па 1 см длины проводника. До тех пор, пока
сверхпроводник в пределах измерительного участка находится в
сверхпроводящем состоянии, падение напряжения на этом участке
отсутствует. Появление при увеличении тока резистивной зоны и рост ее
температуры соответствуют росту U при данной мощности микронагревателя
l^n=const. После того как при определенном токе на измерительном участке
будет достигнута температура Тс0 и этот участок будет заполнен нормальной
зоной, при дальнейшем росте тока вольт-амперная характеристика участка
станет линейной.
При этом очевидно, что прямая, соответствующая нормальному состоянию
вспомогательного измерительного участка, будет единой для любых значений
WH. Наклон этой прямой, выходящей из начала координат, будет определяться
сопротивлением материала подложки. Следовательно, точка пересечения линии
U7,I==const с указанной прямой соответствует току, при котором для
данного значения W" в точке размещения микронагревателя появляется
нормальная зона, т. е. достигается критическая температура Тс.
Разумеется, температура Тс достигается в точке размещения
микроиагревателя несколько раньше, т. е. при несколько меньшем токе, чем
ток, при котором нормальная зона заполнит весь вспомогательный
измерительный участок. Погрешность, определяемая этим эффектом, тем
меньше, чем меньше длина измерительного участка.
Очевидно, что с помощью вольт-амперной характеристики вспомогательного
участка может быть построена линия, являющаяся геометрическим местом
точек Т=ТС, т. е. т= 1 (см. рис. 5-12). Сравнение с рис. 5-8 показывает,
что положение и характер этих линий, полученных по экспериментальным
данным, хорошо согласуются с результатами расчета.
170
Экспериментальные результаты, полученные при наличии продольного
градиента температуры, позволяют весьма просто и точно определить
значение минимального тока существования нормальной фазы /т. Как было
отмечено в § 5-2, .при 1>1т линии /=const на графике L(i) имеют
