Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
3

Как генерируется ток в сверхпроводящих магнитах?

Грустный Роджер [249K] 4 месяца назад

Сверхпроводящие магниты в синхрофазотронах или токамаках генерируют сверхсильные магнитные поля - в единицы Тл (2 Тл - в токамаках, 8 Тл - в БАК, который тоже синхрофазотрон). Это реально до фига. Ток в обмотках таких магнитов достигает десятков тысяч ампер.

А как он там генерируется? Ведь создать такой ток до того, как обмотка станет сверхпроводящей, - невозможно. Она просто расплавится. То есть он должен создаваться в уже сверхпроводящей обмотке. Создать его в сверхпроводящей обмотке - ну да, можно, но чем? Изменяющимся магнитным полем? Так это поле, по правилу Ленца, должно быть того же порядка, что и поле "готового" сверхпроводящего магнита в рабочем режиме...

Так как?

бонус за лучший ответ (выдан): 10 кредитов
2

С достаточной степенью упрощения это выглядит так: обмотка магнита представляет собой замкнутую сверхпроводящую цепь. Небольшой ее участок снабжают нагревателем, который позволяет разрушить в нем сверхпроводимость. И к этому участку и подключены токовводы.

Для того, чтоьы ввести ток в магнит, нагреватель включают и участок сверхпроводящей цепи, шунтирующий источник тока, становится нормальным проводником. И при включении тока он через этот участок не течет, так как падение напряжения на сверхпроводнике равно нулю. Весь ток течет только через сверхпроводник. Ток медленно поднимают, и когда он достигнет нужной величины, нагреватель отключают и сверхпроводящая цепь замыкается. С этого момента ток циркулирует в магните сам по себе.

автор вопроса выбрал этот ответ лучшим
3

Совсем не так. Сверхпроводящим не только метал, но и другие вещества становятся при критически низких температурах около абсолютного нуля. Или иными словами минус 273,16 по Цельсию. Причём здесь синхрофазотрон? Там совершенно другие явления, такие как реактивное сопротивление, токи и напряжение.

Обычный закон ома там не действует. И если на обмотке будет миллион вольт, то отдаётся всего тысяча. Именно так я сожгла дорогущий тестер, когда стала мерить напругу на П образном мосте в подстанции - компенсаторе реактивной мощности.

А вы видели схему машин, поездов на магнитных подушках? Там как раз используется явление сверхпроводимости, но синхронного коллайдера или синхрофазотрона там нет. А теперь обратимся к медицинскому оборудованию. Наверное, всем знаком томограф, с помощью которого делают массу снимков органов человека. Там используется система ЯМР — ядерный магнитный резонанс. Именно то самое явление сверхпроводимости. Но без помощи синхрофазотрона или адронного коллайдера

Сверхпроводников в природе не существует, точнее таких, какие работают при человеческих температурах. А кабеля из металлического водорода возможны только в космосе. Может поэтому Китайцы и Американцы рвутся на Луну? Чтобы там проверить свои наработки?

Грустный Роджер [249K]
Коллайдер был упомянут исключительно как пример устройства, в котором применяется такая катушка. Разумеется, есть и другие применения, размером с лабораторный стол, а не с город.
Но вопрос-то остаётся! По фигу для чего служит этот магнит, рассматриваем абстрактный случай. Есть замкнутый сверхпроводник с током в 50-100 тысяч ампер. Как создаётся такой ток?
 4 месяца назад
комментировать
0

Читаем закон Ома, много думаем.

I=U/R

Ток у вас большой? Так увеличьте сопротивление и ток станет маленьким. В обратную сторону тоже работает. Сварка электрическая, например (ток, конечно не как в сверхпроводящей катушке, но тоже не самый маленький).

Вся беда БАКа в потребляемой МОЩНОСТИ, а не в токе. Подводите миллиард вольт по линии с током в пару ампер и в трансформатор. Часть которого может быть сверхпроводящей.

Грустный Роджер [249K]
При всем уважении, Алекс... Мощность тут вообще сбоку, потому что катушка в своём стационарном состоянии не потребляет ничего. Мощность нужна для того, чтоб закачать в неё энергию, которой да, до фига, но тут никто не ограничивает время. То есть опять мощность не парит.
А вот закон Джоуля-Ленца парит...
 4 месяца назад
комментировать
0

Все очень просто, есть такая штука как трансформатор, так вот если он сверхпроводящий, то постоянный ток он тоже трансформирует, поэтому все делается точно также как и в обычном трансформаторе если нужно менять ток.

Грустный Роджер [249K]
Объясните плз физику явления. Как именно, за счет чего сверхпроводящий трансформатор трансформирует постоянный (постоянный, Карл!) ток?  4 месяца назад
jar-ohty [106K]
За счет того, что когда у нас растет ток в первичной обмотке, во вторичной появляется ЭДС, пропорциональная dI/dt. Вторичная обмотка обладает индуктивностью, и скорость роста тока в отсутствие омического сопротивления в ней пропорциональна ЭДС и обратно пропорциональна индуктивности. Остановили рост тока в первичной обмотке - остановился (и остался циркулировать - цепь-то сверхпроводящая) и ток во вторичной.
Правда, все это верно лишь до тех пор, пока во вторичной цепи нет нагрузки и она накоротко замкнута.
 4 месяца назад
комментировать
Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID