Сверхпроводящий провод

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к технической сверхпроводимости. Цель изобретения обеспечение работоспособности проводов при частотах изменения магнитного поля порядка 50 Гц и вьше с амплитудой не менее 2 Тл путем уменьшения величины мощности потерь энергии при сохранении высокой токонесущей способности . Единичные проводники скручены , матрица выполнена из материала с удельной проводимостью не более 2-10 1/ОМ М. Диаметр единичного провода и диаметр сверхпроводящих волокон должны удовлетворять определенному соотношению, зависящему от шага скрутки единичных проводников, коэффициента заполнения сверхпроводников, скорости изменения магнитного поля и величины критического тока.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

PECllYEi JINK (19) (11) (51)4 Н 01 В 12 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

f10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ . ..1, ".- г

Ц

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, „,, И

Н ASTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) СВЕРХПРОВОДЯ1ЦИЙ ПРОВОД (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к технической сверхпроводимости. Цель изобретения обеспечение работоспособности прово(21) 3721141/24-07 (22) 04.04.84 (46) 30.04.88. Бюл. У 16 (72) Е.Н. Аксенова, Г.Л. Дорофеев, Е.Ю. Клименко, Е.В. Никуленков, Э.И. Плашкин, Н.И. Салунин и В.Я. Филькин (53) 621.315-554(088.8) (56) J. Appl. Phys., v.54, N 9, р. 5479-548I. дов при частотах изменения магнитного поля порядка 50 Гц и выше с амплитудой не менее 2 Тл путем уменьшения величины мощности потерь энергии при сохранении высокой токонесущей способности. Единичные проводники скручены, матрица выполнена из материала с удельной проводимостью не более

2 ° 10 1/Ом м. Диаметр единичного провода и диаметр сверхпроводящих волокон долины удовлетворять определенному соотношению, зависящему от шага скрутки единичных проводников, коэффициента заполнения сверхпроводников, скорости изменения магнитного поля и величины критического тока.

>392597

30

Изобретение относится к электротехнике, а именно к сверхпроводящим обмоточным проводам для создания переменных полей.

Цель изобретения — обеспечение работоспособности провода при частотах изменения магнитного поля порядка и вьппе 50 Гц с амплитудой не менее

2 Тл путем уменьшения величины мощности потерь энергии при сохранении высокой токонесущей способности.

Сверхпроводящий провод содержит группу единичных проводников со сверхпроводящими волокнами в резистивной 15 матрице, скрученных между собой, причем матрица выполнена из материала с удельной проводимостью G (2 10 1/Ом м, например из титана, ванадия или ниобия, а диаметр единичного проводника 20

D, и диаметр сверхпроводящих волокон удовлетворяют соотношению где L — шаг скрутки единичных проводников k — коэффициент заполнения единичного проводника сверхпроводником

Неравенство, выражающее условие работоспособности, представляет собой взаимосвязь параметров провода— физических величин, характеризующих

его в статическом состоянии, а именно геометрических размеров: диаметра волокон d, диаметра П, единичного проводника, шага скрутки L,êîýôôèциента заполнения h со статическими электрофизическими характеристиками: матрицы — через удельную проводимость 6 и сверхпроводника — через параметры статической вольт-амперной характеристики ?, Е,, Т

При этом скорость изменения магнитного поля В является численным параметром

/ I, 1n (В d/2E) °

Пример 1; Провод содержит

211 единичных проводников диаметром

0,25 мм. Каждый единичный проводник содержит по 121 Nb-Ti волокну диамет ром 1,0 мкм в титановой резистивной

6 матрице с 6 = 2 10 1/Ом м. Шаг скрутки Ь 2 мм. При этом сверхпроводящий провод при плотности тока

I = 3 ° 10 А/м выделяет мощность, с э меньшую или равную 0,26 Вт/см при амплитуде магнитного поля Вм = 2Тл и частоте f = 50 Гц.

В 4fB — скорость изменения .м магнитного поля;

J — величина критического тока, полученная по экспериментальной вольт-амперной характеристике сверхпровод- 40 ника.

Работоспособность провода определяется из условия сохранения стационарного распределения температуры по сечению провода, причем отличие 45 температуры в центре провода от температуры границы, омываемой жидким гелием, не должно превосходить нескольких сотых Кельвина во избежание локальных перегревов. Совместное решение уравнений тепловой и электромагнитной диффузии для прохождения конструкции провода и экспериментально определяемой реальной переходной характеристикой сверхпроводящего материала дает условия работоспособности провода с учетом мощности кооперативных потерь и гистереэисных потерь в сверхпроводящих волокнах.

Пример 2. Провод содержит

37 единичных проводников диаметром

D = 60 мкм. Каждый единичный про(5 водник содержит 10 Nb-Ti волокон диаметром d = 0,13 мкм в ниобиевой резистивной матрице сt% 2 10 1/Омм.

Шаг скрутки L = 1,5 мм. Провод рабо тоспособный при амплитуде магнитного

Поля B = 4Тл и частоте f 50 Гц.

Изобретение позволяет получить сверхпроводящий провод, работоспособный при частотах изменения магнитного поля порядка и вьппе 50 Гц и скоростях изменения магнитного поля порядка и выше 100 Тл/с, что обеспечивает возможность создания сверхпроводящих магнитных систем для работы на промьппленных частотах с амплитудой магнитного поля несколько тесла.

Формула и э о б р е т е н и я

Сверхпроводящий провод, содержащий группу единичных проводников с сверхпроводящими волокнами в резис1392597 тивной матрице, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью обеспечения работоспособности при частотах изменения магнитного поля f порядка и выше 50 Гц с амплитудой Вм не менее

2 Тл путем уменьшения величины мощности потерь энергии при сохранении высокой токонесущей способности, единичные проводники механически скру- 10 чены, матрица выполнена иэ материала с удельной проводимостью

6 2.10 1/Ом м, а диаметр единичного провода D, и диаметр сверхпроводящих волокон d удовлетворяют соотношению где Lшаг скрутки единичных проводников; коэффициент заполнения сверхпроводником;

В

4fBA скорость изменения магнитного поля; величина критического тока, определенная по экспериментальной вольт-амперной характеристике сверхпроводника, ф с

Составитель В. Панцырный

Редактор Е. Копча Техред JI.Ñåðäþêîâà Корректор Л. Пилипенко

Заказ 1811/55 Тирам 746 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, й-35 ° Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ущгород, ул. Проектная, 4