|  | 29 июля 2014 | Новости науки и техники

Новый сверхмощный электромагнит со сверхпроводящей обмоткой устанавливает рекорд по силе тока

Конструкция сверхпроводника


Исследователи из Национального института наук о ядерном синтезе (National Institute for Fusion Science, NIFS), входящего в состав японского Национального института естественных наук (National Institutes of Natural Sciences, NINS), создали новый сверхмощный электрический магнит со сверхпроводящими обмотками. Сила тока в этих обмотках достигает значения в 100 тысяч ампер и это делает этот магнит безусловным мировым рекордсменом по вышеуказанному показателю.

Ученые и инженеры NIFS уже достаточно давно занимаются разработкой катушек электромагнитов на базе высокотемпературных сверхпроводников, которые могут использоваться в реакторах термоядерного синтеза. Обмотки созданных ими некоторых современных электромагнитов на базе высокотемпературных сверхпроводников из нескольких сложенных лент сплава на основе иттрия, разработанных и выпускаемых в Японии. Этим достигается высокая механическая прочность конструкции обмотки, которая, помимо огромного электрического тока, должна выдерживать еще и воздействие создаваемых ею же магнитных полей.

Исследователи из NIFS, работая совместно с учеными из университета Тохоку, разработали новую технологию изготовления низкоомного сверхпроводника. Испытания этого сверхпроводника, проведенные при температуре в 20 градусов по шкале Кальвина (-253 градуса по шкале Цельсия) показали, что сверхпроводник может пропустить через себя ток в 100 тысяч ампер. Плотность тока при этом составляет 40 ампер на квадратный миллиметр с учетом площади сечения не только самого сверхпроводника, но и суммарного сечения всех сопутствующих элементов конструкции.

Электромагнит из сверхпроводника


Сверхпроводящая часть обмотки электромагнита состоит из 54 лент, толщиной 0.2 миллиметра и шириной 10 миллиметров, изготовленных из высокотемпературного сверхпроводника на основе иттрия. Электрический ток течет преимущественно по этой части сверхпроводника, но некоторая его часть течет и через площадь медной "рубашки" в которую одеты сверхпроводящие полосы. А вся эта конструкция одета в дополнительную оболочку из нержавеющей стали, которая служит для увеличения механической прочности и для увеличения силы генерируемого магнитного поля.

Такие высокие показатели созданного японцами высокотемпературного сверхпроводника делают его идеальным кандидатом на использование в огромных катушках будущих реакторов термоядерного синтеза. Но, подобный подход может быть также успешно использован в некотором медицинском оборудовании, в силовых электрических устройствах и везде там, где требуется передача большого электрического тока с минимальными потерями.




Ключевые слова:
Электромагнит, Высокотемпературный, Сверхпроводник, Иттрий, Медь, Сталь, Сила, Электрический, Ток, Магнит, Поле

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Создан магнит-рекордсмен, способный создать три тонны силы магнитного притя ...
  • Ученые Тель-Авивского университета проводят поразительную демонстрацию эффе ...
  • С помощью левитирующего магнита ученые инициировали управляемую реакцию тер ...
  • Создан самый тонкий сверхпроводник.
  • В Южной Корее построят самую длинную линию электропередачи из сверхпроводни ...




  • 29 июля 2014 11:59
    #1 Написал: vpreunov

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Что-то не впечатлила плотность тока 40 а/мм^2. Согласно нашим "Правилам устройства электроустановок (ПУЭ), такая плотность тока (длительно) допускается для медных проводов сечением 4 мм^2 в резиновой и пластмассовой изоляции, при открытой прокладке, т.е. охлаждение просто естественной конвекцией, воздухом. В жилых зданиях. При скрытой проводке - %%-тов на 25 меньше.
        
    29 июля 2014 21:22
    #2 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3703
    Цитата: vpreunov
    Что-то не впечатлила плотность тока

    Где-то кто-то обсчитался. Даже если взять чистые размеры что на снимке, то 100000/(30*55) = 60 А/мм2. А если учесть, что нержавейка и медь - это не сверхпроводники, то основной ток течет по тем узким полоскам что зажаты медью. Там цифры будут другие


    --------------------
        
    5 августа 2014 22:32
    #3 Написал: Nitramin

    Публикаций: 0
    Комментариев: 85
    Плотность тока при этом составляет 40 ампер на квадратный миллиметр с учетом площади сечения не только самого сверхпроводника, но и суммарного сечения всех сопутствующих элементов конструкции.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.