Стабилизация сверхпроводящих магнитных систем - Альтов В.А.
Скачать (прямая ссылка):
бы в цепи с чисто активным сопротивлением. Поэтому тепловыделение в
обмотке также отстает от равновесных значений, что при определенных
условиях может приводить к возникновению неустойчивого колебательного
режима. Частота этих колебаний оказывается довольно низкой, поскольку
определяющими процессами являются относительно медленные процессы
теплообмена.
Несмотря на наличие указанных колебаний, представлялось возможным
восстановить характер вольт-амперных характеристик да этих участках,
считая, что эти кривые проходят через центры вытянутых эллипсов, 15*
227
вычерчиваемых пером самописца при возникновении Колебательного режима.
Вольт-амперные характеристики сверхпроводящих соленоидов с плотной
обмоткой, приведенные на рис. 8-4, 8-5, качественно согласуются с
теоретическими результатами, полученными на основе рассмотренных моделей
(см. рис. 8-1). В то же время имеются и некоторые отличия, связанные,
вероятнее всего, с тем, что принятое в этих моделях представление о
распределенном нагревателе является слишком упрощенным.
На рис. 8-6 показаны полученные в опыте с соленоидом из восьмижильного
провода вольт-амперные характеристики, снятые со вспомогательного
измерительного участка. Смысл таких характеристик был подробно рассмотрен
ранее (§ 5-6). Из данных, представленных на рисунке, однозначно следует,
что при каждом значении WH=const в области токов от 1-0 до определенного
значения тока сверхпроводник в плотной обмотке находится в резистивном
состоянии. Как видно из рисунка, интервал токов, в котором наблюдается
резистивное состояние, достаточно широк и неучет его может привести к
существенным погрешностям. Построенная по опытным данным рис. 8-6 линия
7'со=const, отделяющая область резистивных состояний от области
нормальных состояний, нанесена на рис. 8-4 штрих-пунктиром.
По методике, аналогичной описанной ранее (§ 5-6), была проведена серия
опытов по определению зависимости Wu(I) для соленоида с плотной обмоткой
из четырехжильного провода. При фиксированном значении тока в соленоиде в
процессе увеличения мощности микронагревателя одновременно измерялись
падения напряжения на вспомогательном измерительном участке UK и на есем
соленоиде U. При этом фиксировалась мощность, при которой на
вспомогательном измерительном участке появлялась разность потенциалов ЛН=
1 мкВ (это значение мощности соответствует линии а-b на рис. 8-2). Кроме
того, измерялась мощность, при превышении которой разность потенциалов на
концах обмотки
нВ
0,4
0,3 о,г 0,1
о so . юо д
Рис. 8-6. Вольт-амперные характеристики вспомогательного измерительного
участка, полученные при исследовании соленоида из восьмижильного провода.
и*
у! \
W I
" о / 1 У W
228
V начинала нарастать при неизменном значении WH, 4t0 свидетельствовало о
переходе в область неконтролируемого распространения нормальной зоны
(линия d-Ь-с на рис. 8-2). Результаты этих опытов с обмоткой из
четырехжильного провода представлены на рис. 8-7,а. Как видно из этого
графика, для данного соленоида /ПЛР= = 56,5 А (при/св=90 А).
Вт
0,25
0,20 0,15 0,10 0,05
и & SO 75 А О 50 /ОО 150 /!
а) 6)
Рис. 8-7. Экспериментальные зависимости мощности тепловыделения
источника, расположенного внутри обмотки, от тока.
На рис. 8-7,6 приведена аналогичная зависимость, полученная для соленоида
с плотной обмоткой из семижильного индированного кабеля (шесть
сверхпроводящих и одна медная жилы). Внутренний диаметр обмотки
составляет 30 мм, внешний диаметр 81 мм, высота 77 мм, критический ток
187 А, число витков 2250; обмотка обычная (не бифилярная), Г1Л = 49 А.
Зависимость WH(I), изображенная на графиках рис. 8-7, качественно хорошо
согласуется с результатами, полученными на основе модели Стекли.
Проведенные эксперименты, достаточно простые по технике исполне-
гПЛ и
ния, позволяют четко определить ток 1р для данной плотной обмотки, а
также найти верхнюю границу области устойчивых состояний при I < 1пя.
Для оценки надежности полученных экспериментальных данных представляет
несомненный интерес контрольное сопоставление результатов независимых
измерений характеристик плотной обмотки из четырехжиль-
229
ного кабеля, представленных на рис. 8-5 и 8-7,а. Результаты такого
сопоставления приведены в табл. 8-1; в этой таблице для значений И7Н,
относящихся к линиям UM(I) на рис. 8-6, приведены значения /ыин- тока,
соответствующего на границе области сверхпроводящих состояний (линия а-Ъ-
с на рис. 8-2), и /макс - тока, соответствующего верхней границе области
устойчивых состояний (линия d-Ъ-с на рис. 8-2).
Таблица 8-1
ГГ", Вт /мт>н' ^ I А макс '
из данных Ы/> из данных WKU) из данных щ/> из данных WK(I)
0,108 0 2,5 35 34
0,094 13 13 37 37,5
0,076 22 29 42 43
0,059 44 43 51,5 50
0,052 52 48,5 58 52,5
0,028 66 68,5 68,5 68,5
Как видно из таблицы, данные, полученные в указанных независимых
экспериментах, хорошо согласуются между собой.
Некоторое расхождение в значениях 1 мин и /макс имеется при WB =0,052 Вт;
