categorii: Articole prezentate » Fapte interesante
Număr de vizualizări: 4134
Comentarii la articol: 0

Magneți supraconductori

 

Un magnet supraconductor este un electromagnet a cărui înfășurare are proprietatea unui superconductor. Ca în orice electromagnet, câmpul magnetic este generat aici prin curentul curent care curge prin firul de înfășurare. Dar, deoarece curentul trece în acest caz nu printr-un conductor de cupru obișnuit, ci printr-un supraconductor, pierderile active într-un astfel de dispozitiv vor fi extrem de mici.

Ca superconductori pentru magneți de acest tip, superconductorii de al doilea fel acționează aproape întotdeauna, adică cei în care dependența inducției magnetice de rezistența câmpului magnetic longitudinal este neliniară.

Pentru ca un magnet supraconductor să înceapă să-și arate proprietățile, condițiile obișnuite nu sunt suficiente - trebuie adus la o temperatură scăzută, care în principiu poate fi obținută în diferite moduri. Modul clasic este acesta: dispozitivul este plasat într-un vas Dewar cu heliu lichid, iar vasul Dewar cu heliu lichid în sine este plasat în interiorul altui vas Dewar, cu azot lichid, astfel încât heliul lichid să se evapore cât mai jos.

Ca un adevărat exemplu de magnet superconductor puternic, putem folosi magnetul de colați de Hadroni (LHC), în care, folosind cel mai puternic câmp magnetic este necesar să țineți protoni cu energie mare care zboară cu o viteză incredibilă pe o anumită traiectorie în interiorul unui tunel subteran extins.

1232 de electromagneti uriași, fiecare cântărind aproximativ 30 de tone și au o lungime de 15 metri, sunt instalate unul după altul în tunelul LHC. Razele de protoni sunt trecute prin tuburi subțiri, iar aceste tuburi trec doar în interiorul magneților dipoli, a căror amploare a inducției este reglată în intervalul de la 0,54 la 8,3 T.

Magnet supraconductor cu colizor de Hadron

Proprietățile supraconductoare ale magneților de pe LHC sunt obținute folosind un fir special supraconductor: fiecare dipol magnetic conține o bobină individuală superconductor cu un cablu niobiu-titan, iar cablul însuși este compus din cele mai subțiri fire cu un diametru de 6 microni.

Concluzia este că niobiu-titanul este un superconductor la temperaturi scăzute, astfel încât temperatura necesară pentru menținerea supraconductivității nominale a unor astfel de înfășurări este aici doar 1,9 K (mai mică decât temperatura radiației de microunde de fundal în spațiul exterior).

Sistemul de răcire cu magnet LHC funcționează datorită heliului lichid, care este în continuă mișcare. 97 de tone de heliu lichid sunt localizate în interiorul unei cochilii speciale, unde superfluiditatea acestui lichid de răcire este obținută sub o anumită presiune.

Răcirea directă a heliului lichid are loc sub influența a 10.000 tone de azot lichid. Procesul de răcire se desfășoară în două etape: un congelator de tip convențional răcește mai întâi heliul până la 4,5 K, apoi este răcit suplimentar, dar deja sub presiune redusă. Toată această acțiune durează aproximativ o lună.

Când sunt asigurate condițiile referitoare la temperatură, este introdus rândul curenților uriași. Pe LHC, curentul de alimentare a magneților atinge 12.000 amperi. În același timp, se consumă energie, comparabilă cu cea care reprezintă alimentarea cu energie a întregului oraș Geneva. Energia electrică pe magnet supraconductor este de aproximativ 10 MJ.

Magneți supraconductori

Magneții supraconductori sunt de asemenea folosiți în tomografele RMN și spectrometre, în trenurile de perne magnetice, în reactoarele termonucleare și în multe alte instalații experimentale, de exemplu asociate cu levitația.

Un fapt interesant: câmpurile diamagnetice slabe practic nu au niciun efect tangibil asupra diamagneticii, dar când vine vorba de câmpuri magnetice puternice generate de magneții supraconductori, imaginea de aici se schimbă semnificativ.Carbonul care intră în obiecte organice și organisme vii este un diamagnet, astfel încât o broască vie se poate înălța într-un câmp magnetic cu o inducție de 16 T.

Consultați și la i.electricianexp.com:

  • Levitație magnetică - ce este și cum este posibil
  • Superconductivitate la temperaturi ridicate
  • Groapa magnetică a lui Nikolaev
  • Viitorul energiei este generatoarele, transformatoarele și ...
  • În viitorul apropiat, toate cablurile de alimentare vor fi din materiale supraconductoare ...

  •