Теплоэлектродинамические Механизмы Нарастания Вольт-Амперных Характеристик Технических Сверхпроводников При Крипе Магнитного Потока

Abstract

Изучены процессы формирования макроскопических состояний сверхпроводящей ленты, индуцируемые при крипе магнитного потока транспортным током. Показано существование характерных значений напряженности электрического поля, зависящих от скорости ввода тока, свойств сверхпроводника, условий охлаждения и свойств стабилизирующей матрицы, которые лежат в основе теплоэлектродинамических ме-ханизмов, влияющих на крутизну нарастания вольт-амперных характеристик технических сверхпроводников. Исследованы условия возникновения токовых неустойчивостей с учетом неравномерного распределения температуры по сечению технического сверхпроводника. Сформулированы условия существования вольт-амперных характеристик технических сверхпроводников, допускающие стабильный нагрев сверхпроводника до температуры, равной критической. Результаты проведенного исследования необходимо учитывать при измерении вольт-амперных характеристик сверхпроводящих материалов, определении их критических параметров и тока возникновения неустойчивости. ВведениеНизкотемпературные и высокотемпературные сверх-проводящие материалы, служащие основой при изго-товлении современных технических сверхпроводников (сверхпроводник + матрица или покрытие из несверх-проводящего металла), позволяют создавать электрофи-зические установки, генерирующие мегавысокие магнит-ные поля. Поэтому исследованию транспортных свойств технических сверхпроводников уделяется постоянное внимание. Их анализ позволяет выполнить оценку важ-нейших параметров сверхпроводящих материалов, влия-ющих на макродинамику электромагнитного поля внут-ри технических сверхпроводников при крипе магнитного потока [1,2]. Поскольку в области высоких магнитных полей магнитная проницаемость сверхпроводников близ-ка к единице [1,2], их главной характеристикой при крипе магнитного потока является вольт-амперная ха-рактеристика. В простейшем виде она может быть описа-на известным степенным уравнениемn . В этом случае критическая плотность тока сверхпро-водника J c вводится как ток, при котором на его вольт-амперной характеристике фиксируется появление априори заданного напряжения E c . В то же время при крипе магнитного потока электрическое напряжение, а значит, и тепловые потери неизбежно индуцируются и в докритической области (E < E c , J < J c ). Соот-ветственно определенные таким образом критические свойства сверхпроводника условно описывают его фун-даментальные характеристики, поскольку измеряемый критический ток будет зависеть от условий охлаждения, свойств стабилизирующей матрицы, особенностей ввода тока. В связи с этим в настоящей работе обсуждают-ся теплоэлектродинамические механизмы, лежащие в основе изменения крутизны нарастания вольт-амперной характеристики технических сверхпроводников, которые необходимо учитывать в экспериментах по определению как критических параметров сверхпроводящих материа-лов, так и тока срыва ввода, после превышения которого возникают неустойчивые состояния. Постановка задачиИсследуем процесс ввода тока в сверхпроводящую ленту (−a < x < a, −b < y < b, b ≫ a), помещенную в постоянное вн...

Режимы Взаимодействия Намагниченных Стопок Втсп-Лент

“…Преимущество источника поля на основе ВТСП, обусловленное высокой напряженностью генерируемого магнитного поля, сопровождается рядом недостатков. Так при недостаточном охлаждении в намагниченном сверхпроводнике возможно возникновение термодинамической нестабильности [12,13], которая может приводить к потере остаточного магнитного момента. Помимо этого, в системах, основанных на остаточной намагниченности ВТСП возможна деградация этой намагниченности как по прошествии некоторого времени (за счет крипа магнитного потока) [14], так и под действием внешних переменных магнитных полей [15].…”

Сравнительный Анализ Магнитосиловых Характеристик Магнитных Линеек На Основе Постоянных Магнитов И Сверхпроводящих Лент

“…Во втором случае сверхпроводник взаимодействует с градиентным полем другого намагниченного сверхпроводника. Преимущество системы СП−ПМ в том, что магнитная часть устройства на основе постоянного магнита не нуждается в охлаждении, в то время как в паре СП−СП при недостаточном охлаждении в намагниченном сверхпро-воднике возможно возникновение термодинамической нестабильности (см., например, [8,9]), которая может приводить к спонтанной потери остаточного магнитного момента.…”

Максимальные Параметры Резистивного Состояния И Влияние Уровня Напряжения На Деградацию Сверхпроводящих Свойств В Стабилизированных Высокотемпературных Сверхпроводящих Проводах Второго Поколения

“…Важными параметрами, которые, в частности, определяют глубину токоограничения в безынерционных ВТСП-токоограничителях [10], являются максимальные значения тока и напряжения в резистивном состоянии. Теоретически показано, что в этом состоянии на крутизну нарастания вольт-амперных характеристик (ВАХ) технических сверхпроводников оказывают влияние условия охлаждения и электродинамические свойства сверхпроводника и стабилизирующей матрицы [11]. При этом для масштабирования ВТСП-элементов с разной длиной провода необходимо экспериментально установить характерное значение электрического поля.…”