Способ создания сильного быстронарастающего магнитного поля и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области магнитных измерений. Цель изобретения - увеличение времени существования магнитного поля Возбуждают однородное переменное магнитное поле соленоида так, что вектор напряженности поля параллелен его оси, в момент максимума магнитного поля замыкания соленоида в течение определеннего промежутка времени Устройство содержит накопитель 1, разрядник 2, одновитковый соленоид 3, дополнительный замкнутый, соленоид 4, устройство 5 ввода, разрядник 6-, За счет дополнительного замкнутого соленоида и определенного выбора его параметров обеспечивается увеличение времени существования сильного быстронарас- .тающего попя, 2 с.п,ф-лы, I ил. i

СОЮЗ СОВЕтСНИК

СОЩЕЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБ/1ИН (51)5 С 01 R 33/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.09.90.Бюл.В 36 (21) 4384437/24-21 (22) 12,01,88 (72) А,Г.Еськов, М,И,Китаев и В,И,Коротеев (53) 621 ° 317.44(088,8) (56) Дашук П.H. и др, Техника больших импульсных токов и магнитных по, лей, М,: Атомиэдат, 1970, с.360, 361, рис,96, l (54) СПОСОБ СОЗДАНИЯ СИЛЬНОГО БЫСТРОНАРАСТАКЩЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится. к области" магнитных измерений, Цель изобретения - увеличение времени существо„„SU„„1542248 А 1

2 валия магнитного поля Воэоуждают однородное переменное магнитное поле соленоида так, что вектор напряженности поля параллелен его оси, i момент максимума магнитного поля эа» мыкания соленоида в течение определенного промежутка времени, Устройства: содержит накопитель 1, разрядник 2, одновитковый соленоид .3, дополнительный замкнутый соленоид 4,,устройство 5 ввода, разрядник 6; За-счет дополнительного .замкнутого соленоида и определенного выбора его параметров обеспечивается увеличение времени существования сильного быстронарас тающего поля, 2 с,п.,ф-лы, 1 ил. о

3 1 422 Изобретение относится к» технике соэр ания сильных магнитных полей и предназ нач е но дпя и с поль э ов ания н о ласти энергетики, Целью изобретения является унеличе-5 ние времени существования магнитного поля при сохранении крутизны фронта нарастания и амплитуды поля °

Способ осуществляется следующим образом, Создают однородное магнит10 н< е поле переменной величины, Вектор н пряженности магнитного поля ариенти" р ван в пространстве и изменяет снов в ичину и .знак, Б объем, занятый магнитным полем, вводят соленоид так, ч о вектор напряженности магнитного пОля параллелен его оси, Магнитное пфле.свободно проникает н соленоид, поскольку он разомкнут, и по оконча2О нии ввода полностью заполняет его, К оме того, в процессе ввода по ниткам соленоида не текут паразитные т ки, способные исказить картину полй, и распределение магнитного поля н ( сОленоиде соответствует начальному распределению поля в пространстве.

По окончании ввода соленоид оказшвается заполненным магнитным полем, раапределение которого соответствует распределению поля в полости ! соленоида при подключении его к источнику питания, Замыкают соленоид,, Соленоид экранирует внутреннюю полость, занятую полем, от источников

rrïîëÿ, Поток магнитного поля эахватыва-. 5 ется в соленоид и начинает уменьшать) ся ll0 экспоненциальному закону с

Характерным временем спада Т1 пропорциональным отношению индуктивности L соленоида к его реэистинному сопро4О тивлению R.

Для малых изменений потока можно считать, что спад магнитного поля

flpоисходит по линейному закону эа

L ю1ремя Т R

В таком случае спад поля от начального значения Н до значения Hl йроисходит за нремя Т,, определяемое из соотношения 5О

Т,= (I — — )Я - (I — - — ) .-- (I)

Н4 EE<

Но Но R

Для затухания магнитного поля в

О

: соленоиде от значения Н„ до значения

Н «ь Н . необходимо время Т, величина которого может быть определена из соотношения

T <(1- — )

L (2)

НО

48

В таком случае ныбором величин яндуктивности L и реэистинного cAIIpo гивления R соленоида иэ соотношения

L Т

- -- >

7 (3)

В Н» ф и где Т - время удержания магнитного поля н полости соленоида:

Н - неличина магнитного поля в о Ф соленоиде в начале периода. удержания;

Н вЂ” величина магнитного поля в конце периода удержания, обеспечивают необходимое время удержания магнитного поля в заданных пределахх, В максимуме поля производная поля по времени превращается в нуль и магнитное поле практически не меняется в течение достаточно длитель ного промежутка времени, что упрощает процесс нвода соленоида н поле, Замыкание соленоида в максимуме поля обеспечивает удержание поля от его максимального. амплитудного значения, Таким образом, сохраняя крутизну фронта нарастания магнитного поля и его амплитуду, предлагаемый способ позволяет увеличить время существования магнитного поля, На чертеже приведено устройство для создания сильного быстронарастающего магнитного .поля, 1

Устройство содержит накопитель I разрядник 2, одновитконый соленоид 3, дополнительный соленоид 4, устройство 5 ввода дополнительного соленоида 4 в соленоид 3 и второй разрядник 6, Накопитель 1, разрядник 2 и однонитконый соленоид 3 включены последовательно, соленоид 4 помещен в устройство 5 ввода, расположенное у торца соленоида 3 так, что оси соленоидов параллельны, и подключен к второму разряднику 6, Работает устройство следующим образом, Разрядником 2 накопитель 1 подключается к соленоиду 3, В контуре, образованном из последонательно вклю" ченных емкости накопителя I, индуктивности однониткового соленоида 3 и резистивного сопротивления токоподводов,разрядника 2 и витков соленоида,возникают колебания тока, Ток, протекающий.!542248

6 ио виткам соленоида 3, создает в нем од- на за счет увеличепия времени сущесанородное магнитное поле. переменной вования квазипостоянной величины величины, с6средоточенное в полости поля вблизи максимума, Кроме того, соленоида 3 ° Крутизна нарастания отсутствие переменной составляющей

5 фронта тока и его амплитуда TàK же, как потока поля в дополнительном солепоии крутизна нарастamrsr фронта магнит- де 4 в максимуме амплитуды поля ного поля и его амплитуда, тем выше, снижает требования на изоляцию витков чем меньше индуктивность соленоида 3, соленоида 4 и разрядника 6, Однако

ВекТор напряженности поля ориентиро- 0 при соблюдении укаэанных требований вал вдоль оси соленоида 3, дополнительный соленоид 4 может вводиться в одновитковый соленоид 3 в.

Устройством 5 ввода перемещают до« любое время ° полнительный соленоид 4 внутрь соленоида .3, Магнитное поле свободно за- )5 Ф î Р м У л а и 3 0 б Р е T е н и и полняет полость соленоида 4, поскольку он разомкнут. Вектор напряженнос- Способ создания сильного быстти поля при этом параллелен оси допол« ронарастающего магнитного поля, вкл нительного соденоида 4 ° чающий воэб ение в п ост ан в

L Т соотношения — —

К, Н ) Но! где Т

Н,Н, время удержания поля в полости соленоида; величина магнитного поля в начале и по окончании удержания соответственно, Ф

I 20

По окончании процесса ввода однородное магнитное поле целиком заполняет полость дополнительного соленои- да 4, поскольку длина соленоида -4 не превышает длины одновиткового соленои- 25 да 3, Распределение поля в дополнительном соленоиде 4 соответствует распределению поля при подключении его к источнику тока, . Разрядником .6 замыкают дополнитель- 30 ный соленоид 4, Витки соленоида, 4 начинают экранировать объем внутри соленоида 4 от переменных электромагнитных полей, создаваемых колебаниями тока, теку@ега в однови гковом соленоиде 3. Поток магнитного поля, заполняющего полость дополнительного соленоида 4, захватывается в соленоиде 4 и начинает уменьшаться с ха:,;актерным вре,менем спада, определяемым отношением 40 индуктивности Е соленоида 4 к резистив-, .ному сопротивлению R его витков и раэ" рядника 6 ° Выбором указ анных величин в соответствии с соотношением (3) обеспечивают необходимое время 45

Т .существования магнитного поля в по лости дополнительного соленоида 4 в пределах от значения Ef до значения

Н1 °

Срабатывание устройства 5 ввода в максимуме магнитного поля упрощает процесс ввода, поскольку скорость ввода соленоида 4 может быть уменьшею" ужд р р сте однородного магнитного поля переменной величины, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,. с целью увеличения крутизны фронта нарастания поля определяют значение переменного магнитного поля и в момент его максимума вводят соленоид, ориентированный лараллельно вектору напряженности поля, 2, Устройство для создания сильного быстронарастающего магнитного поля, содержащее последовательно включенные одновитковый соленоид„ pasрядник и накопитель, и второй разрядник, о т л и ч а ю щ е е о я тем, что, с целью увеличения времени существования поля, в него введен дополнительный соленоид, длина которого не превышает длины первого солено" ида, шунтированный вторым разрядником и снабженный устройством перемещения в одновитковый соленоид со стороны торца параллельно его оси, при этом индуктивность L и реэистивное сопротивление R соленоида определяют из