• А
  • Б
  • В
  • Г
  • Д
  • Е
  • Ж
  • З
  • И
  • Й
  • К
  • Л
  • М
  • Н
  • О
  • П
  • Р
  • С
  • Т
  • У
  • Ф
  • Х
  • Ц
  • Ч
  • Ш
  • Щ
  • Ф
  • Э
  • Ю
  • Я
  • Магнитофон

    Магнитофон (от магнит и греч. phone - звук), аппарат для магнитной записи и воспроизведения звука. По назначению и качественным показателям различают М. профессиональные - для синхронной (с…



    Магнитофонная приставка

    Магнитофонная приставка, магнитофон без оконечного усилителя звуковых частот и громкоговорителя. Посредством М. п. производится запись с микрофона, электропроигрывателя, радиоприёмника, но, в отличие…



    Магнитоэлектрическая машина

    Магнитоэлектрическая машина, электрическая машина постоянного или переменного тока, в которой магнитный поток создаётся постоянными магнитами (вращающимися или неподвижными). М. м. изготавливаются…



    Магнитоэлектрический прибор

    Магнитоэлектрический прибор измерительный, прибор непосредственной оценки для измерения силы электрического тока, напряжения или количества электричества в цепях постоянного тока. Подвижная часть…



    Магнит постоянный

    Магнит постоянный [греч. Magnetis, от Magnetis Lithos, буквально - камень из Магнесии (древний город в Малой Азии)], изделие определённой формы (в виде подковы, полосы и др.) из предварительно…



    Магнит сверхпроводящий

    Магнит сверхпроводящий, соленоид или электромагнит с обмоткой из сверхпроводящего материала. Обмотка в состоянии сверхпроводимости обладает нулевым омическим сопротивлением. Если такая обмотка замкнута накоротко, то наведённый в ней электрический ток сохраняется практически сколь угодно долго. Магнитное поле незатухающего тока, циркулирующего по обмотке М. с., исключительно стабильно и лишено пульсаций, что важно для ряда приложений в научных исследованиях и технике.

    Обмотка М. с. теряет свойство сверхпроводимости при повышении температуры выше критической температуры Тксверхпроводника, при достижении в обмотке критического тока Ik или критического магнитного поля Нк. Учитывая это, для обмоток М. с. применяют материалы с высокими значениями Тк, Ik и Нк (см. таблицу).

    Свойства сверхпроводящих материалов, применяемых для обмоток сверхпроводящих магнитов

    Материал

    HK при 4,2 K, кэ

    Критическая температура TK, K

    Критическая плотность тока (а/см2) в магнитном поле

    50 кгс

    100 кгс

    150 кгс

    200 кгс

    Сплав ниобий – цирконий (Nb 50% – Zr 50%)

    90

    10,5

    1·105

    0

    0

    0

    Сплав ниобий – титан (Nb 50% – Ti 50%)

    120

    9,8

    3·105

    1·104

    0

    0

    Сплав ниобий – олово (Nb3Sn)

    245

    18,1

    (1,5–2)·106

    1·106

    (0,7–1)·105

    (3–5)·104

    Соединение ванадий – галлий (V3Ga)

    210

    14,5

    1·106

    (2–3)·105

    (1,5–2)·105

    (3–5)·104

    Для стабилизации тока в обмотке М. с. (предотвращения потери сверхпроводимости отдельными её участками) сверхпроводящие обмоточные материалы выпускаются в виде проводов и шин, состоящих из тонких жил сверхпроводника в матрице нормального металла с высокой электро- и теплопроводностью (медь или алюминий). Жилы делают не толще нескольких десятков мкм, что снижает тепловыделение в обмотке при проникновении в неё растущего с током магнитного поля. Кроме того, весь проводник при изготовлении скручивают вдоль оси (рис. 1), что способствует уменьшению токов, наводящихся в сверхпроводящих жилах и замыкающихся через металл матрицы. Обмоточные материалы из хрупких интерметаллических соединений Nb3Sn и V3Ga выпускают в виде лент из Nb или V толщиной 10—20 мкм со слоями интерметаллида (2—3 мкм)на обеих поверхностях. Такая лента для стабилизации сверхпроводящего тока и упрочнения покрывается тонким слоем меди или нержавеющей стали.

    Сравнительно небольшие М. с. (с энергией магнитного поля до нескольких сотен кдж) изготавливают с плотно намотанной обмоткой, содержащей 30—50% сверхпроводника в сечении провода. У крупных М. с., с энергией поля в десятки и сотни Мдж, проводники (шины) в своём сечении содержат 5—10% сверхпроводника, а в обмотке предусматриваются каналы, обеспечивающие надёжное охлаждение витков жидким гелием.

    Электромагнитное взаимодействие витков соленоида создаёт механические напряжения в обмотке, которые в случае длинного соленоида с полем ~100 кгс эквивалентны внутреннему давлению ~ 400 am (3,9×107 н/м2). Обычно для придания М. с. необходимой механической прочности применяют специальные бандажи (рис. 2). В принципе, механические напряжения могут быть значительно снижены такой укладкой витков обмотки, при которой линии тока совпадают с силовыми линиями магнитного поля всей системы в целом (так называемая "бессиловая" конфигурация обмотки).

    При создании в обмотке М. с. электрического тока требуемой величины сначала включают нагреватель, расположенный на замыкающем обмотку сверхпроводящем проводе. Нагреватель повышает температуру замыкающего провода выше его Тк, и цепь шунта перестаёт быть сверхпроводящей. Когда ток в соленоиде достигнет требуемой величины, нагреватель выключают. Цепь шунта, охлаждаясь, становится сверхпроводящей, и после снижения тока питания до нуля в обмотке М. с. и замыкающем её проводе начинает циркулировать незатухающий ток.

    Работающий М. с. находится обычно внутри криостата (рис. 3) с жидким гелием (температура кипящего гелия 4,2 K ниже Тк сверхпроводящих обмоточных материалов). Для предотвращения возможных повреждений сверхпроводящей цепи и экономии жидкого гелия при выделении запасённой в М. с. энергии в цепи М. с. имеется устройство для вывода энергии на разрядное сопротивление (рис. 4). Предельная напряжённость магнитного поля М. с. определяется в конечном счёте свойствами материалов, применяемых для изготовления обмотки магнита (см. таблицу).

    Современные сверхпроводящие материалы позволяют получать поля до 150—200 кгс. Стоимость крупных М. с. с напряжённостью поля порядка десятков кгс в объёме нескольких м3 практически не отличается от затрат на сооружение водоохлаждаемых соленоидов с такими же параметрами, в то время как суммарные затраты электрической энергии на питание М. с. и его охлаждение приблизительно в 500 раз меньше, чем для обычных электромагнитов. Для обеспечения работы такого М. с. требуется около 100—150 квт, тогда как для эксплуатации аналогичного водоохлаждаемого магнита потребовалась бы мощность ~40—60 Мвт.

    Значительное число созданных М. с. используется для исследования магнитных, электрических и оптических свойств веществ, в экспериментах по изучению плазмы, атомных ядер и элементарных частиц. М. с. получают распространение в технике связи и радиолокации, в качестве индукторов магнитного поля электромашин. Принципиально новые возможности открывает сверхпроводимость в создании М. с. — индуктивных накопителей энергии с практически неограниченным временем её хранения.

    Лит.: Роуз-Инс А., Родерик Е., Введение в физику сверхпроводимости, пер. с. англ., М., 1972; Зенкевич В. Б., Сычев В. В., Магнитные системы на сверхпроводниках, М., 1972; Кремлёв М. Г., Сверхпроводящие магниты, "Успехи физических наук", 1967, т. 93, в. 4.

    Б. Н. Самойлов.

     

    Соленоид

    Соленоид (от греч. solen - трубка и eidos - вид), катушка индуктивности обычно в виде намотанного на цилиндрическую поверхность изолированного проводника, по которому течёт электрический ток. В…

    Электромагнит

    Электромагнит, электротехническое устройство, состоящее обычно из токопроводящей обмотки и ферромагнитного сердечника, который намагничивается (приобретает свойства магнита) при прохождении по обмотке…

    Сверхпроводимость

    Сверхпроводимость, свойство многих проводников, состоящее в том, что их электрическое сопротивление скачком падает до нуля при охлаждении ниже определённой критической температуры Тк, характерной для…

    Критическая температура

    Критическая температура, 1) температура вещества в его критическом состоянии. Для индивидуальных веществ К. т. определяется как температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между…

    Критический ток

    Критический ток в сверхпроводниках, предельное значение постоянного незатухающего электрического тока в сверхпроводящем образце, при достижении которого вещество образца переходит в нормальное…

    Критическое магнитное поле

    Критическое магнитное поле в сверхпроводниках, характерное значение напряжённости магнитного поля Нк, выше которого происходит полное или частичное проникновение магнитного поля в сверхпроводник. При…