Сверхпроводящие системы

Что же касается криогенной или сверхпроводящей системы передачи электроэнергии, то, несмотря на положительные результаты некоторых исследовании, мало найдётся предпринимателей, которые захотят рисковать капиталовложениями по существу в не проверенную на практике технологию. Только рост энергетических нагрузок, которые нельзя будет удовлетворить с помощью современных средств передачи электроэнергии, может привести к реализации этих технологических идей. Вряд ли такие нагрузки появятся ранее конца текущего столетия, если вообще появятся. [c.237]

Кристаллические системы 16 Критическая температура сверхпроводящего перехода 262 Куперовские пары 269 Кюри температура 301, 334 [c.383]

Высокочастотное сопротивление. Проводя обширные исследования поверхностного сопротивления металлов на ультравысоких частотах, Пиппард [160] исследовал и изменения X с температурой. Легче всего поддаются интерпретации данные об изменении резонансной частоты системы при переходе из сверхпроводящего состояния в нормальное. При достаточно низких температурах изменения резонансной частоты пропорциональны разности [c.644]

Согласно диамагнитной гипотезе, сверхпроводящие токи всегда связаны с магнитным полем и определяются им. Незатухающий ток, протекающий в кольце, служит примером метастабильного явления. В этом случае магнитное поле, вызывающее ток, само обязано его существованию. Полное распределение тока однозначно определяется величиной обобщенного потока через кольцо. По этой причине метастабильные токи в фазовом пространстве электронов образуют однопараметрическое семейство. Почти все случайные флуктуации скорее увеличивают свободную энергию, чем ее уменьшают. Маловероятно, чтобы точка, представляющая состояние системы в фазовом пространстве, нашла единственный путь, ведущий вниз. Хотя это наиболее естественное объяснение метастабильности незатухающего тока, оно не получило еще надежного количественного подтверждения. [c.701]

Теперь рассмотрим сверхпроводящий цилиндр, вращающийся с угловой скоростью ug в отсутствие магнитного поля. В координатной системе, вращающейся вместе с сверхпроводником, имеются кориолисовы силы, которые с точностью до членов первого порядка но oq действуют так же, как однородное магнитное поле. Это и является основой теоремы Лармора. Используем теперь теорему о вращающемся сосуде . Если существует конечная корреляционная длина, то электроны будут двигаться с сосудом и, следовательно, не будут двигаться относительно вращающейся координатной системы. [c.727]

Многие физические свойства элементов связаны с положением, которое они занимают в периодической системе. Так, атомные массы элементов возрастают с увеличением порядкового номера (исключение из этого правила составляют пары Аг—К, Со—Ni, Те—I) к магнитному упорядочению способны только металлы с незаполненными 3- и 4-й оболочками (исключением является твердый кислород), а сверхпроводящими свойствами в основном обладают парамагнитные переходные металлы четвертого — седьмого периодов полупроводники располагаются в середине периодов в главных подгруппах 111, IV и VI. а полуметаллы — в главной подгруппе V все периоды заканчиваются диэлектрическими кристаллами. Отчетливую периодичность обнаруживают и другие физические свойства. [c.1231]

Рассмотренные случаи фазовых переходов химически чистого вещества относятся к фазовым переходам так называемого первого рода, когда переход из одной фазы в другую осуществляется с выделением (поглощением) теплоты и изменением объема фаз. Однако в ряде случаев эти особенности могут и не проявляться, например, в случае перехода металла из нормального состояния в сверхпроводящее при критической температуре. Такие фазовые превращения носят наименования фазовых переходов второго рода. В этом случае никакого скачка в изменении состояния тела не происходит. Состояние системы изменяется непрерывно, и в точках фазового перехода состояния фаз совпадают. Теория фазовых переходов второго рода выходит за рамки данного учебника и составляет содержание специальных курсов. [c.96]

Приближение среднего поля описывает поведение системы тем хуже, чем сильнее флуктуации, так как в теории среднего поля коррелированные флуктуации параметра порядка не учитываются. Соответственно этому набор критических показателей, вообще неодинаков для различных фазовых переходов. Поэтому универсальность фазовых переходов второго рода надо понимать в том смысле, что для группы определенных фазовых переходов критические показатели одни и те же, причем таких групп может быть несколько. В тех случаях, когда в силу внутренних особенностей системы флуктуации в ней оказываются слабыми, справедлива теория Ландау, и критические показатели будут иметь значения, вытекающие из этой теории. Последнее справедливо очевидно для сверхпроводящих переходов и для фазовых переходов в некоторых сегнетоэлектриках. [c.254]

В МГД-генераторе используется низкотемпературная плазма (Т 3000 К), движущаяся с большой скоростью wx 1000 м/с) поперек магнитного поля, создаваемого специальными сверхпроводящими магнитными системами. Использование МГД-генератора позволяет повысить КПД тепловой электростанции от 40 — 42 до 50%, а в перспективе и до 60%, обеспечивает значительную экономию топлива, уменьшение тепловых потерь и выбросов вредных веществ в окружающую среду. [c.289]

Сверхпроводящая магнитная система характеризуется наиболее высокими стоимостью и металлоемкостью по сравнению с другими частями МГД-генератора. Так, для МГД-электростан-ции мощностью N = 6СЮ МВт магнитная система седлообразного типа имеет максимальную индукцию в объеме системы 7,5 Тл, запасаемую в обмотке энергию 6-10 Дж, полную массу 1,7-10 кг, внешний диаметр криостата 11,5 м и полную длину системы 22 м. [c.290]

Сверхпроводящие свойства Y—Ва—Си—О системы зависят от соотношения двухвалентной и трехвалентной меди u +/ u + изменяя это соотношение можно регулировать сверхпроводящие свойства. К настоящему времени получены сверхпроводники, имеющие температуру перехода от —168 °С до —163 С и плотность тока в сверхпроводящем состоянии до 10 А/см , что несколько меньше,чем для металлических традиционных сверхпроводников. [c.125]

Для записи и хранения информации и построения ячеек памяти используется замкнутый сверхпроводящий контур, в котором может быть наведен незатухающий ток. В двоичной системе 1 соответствует наличие в контуре тока, О — отсутствие тока. На рис. 7.20, а показала принципиальная схема [c.206]

Какую же конкретную пользу рассчитывают получить специалисты, строя сверхпроводящие турбогенераторы Главное — уменьшение массы и объема, увеличение КПД (почти на один процент), повышение устойчивости энергетической системы. Можно указать и на ряд определенных экономических преимуществ меньшие потери, облегченный фундамент, маломощная система возбуждения, легкость транспортировки, дешевизна монтажа, пониженные капитальные затраты. Это и естественно сверхпроводящий турбогенератор мощностью 1300 МВт имел бы около 10 метров в длину и массу 280 тонн. Длина аналогичной машины обычной конструкции более 20 метров, масса — 700 тонн. [c.157]

Такое же положение и с энергетическими термоядерными установками, которые, возможно, удастся создать в не слишком отдаленном будущем. Существенным элементом этих генераторов, топливом для которых будет служить обыкновенная вода, также является мощная магнитная система с такими высокими значениями магнитного поля, которые не удастся обеспечить при помощи обычных магнитных систем. Эта задача, по-видимо-му, неразрешима без применения сверхпроводящих материалов. [c.158]

Таким образом, оказывается, что будущее нашей энергетики в большой степени зависит от создания мощных сверхпроводящих магнитных систем. К счастью, перспективы тут весьма благоприятны. Непрерывно понижается стоимость пока еще весьма дорогих сверхпроводящих материалов, накапливается опыт работы с низкотемпературным оборудованием и непосредственно с крупными сверхпроводящими магнитными системами. Можно с уверенностью утверждать, что уже в ближайшие годы вполне реальна постройка сверхпроводящих магнитных систем с полем в несколько Тесла, создаваемым в рабочем объеме порядка кубических метров. [c.158]

Уже можно считать доказанным, что мощные сверхпроводящие линии электропередачи будут дешевле обычных. Проведенные в США исследования мощных трехфазных сверхпроводящих кабелей показали, что удельные затраты на сооружение такой передачи примерно в 2 раза ниже, чем для обычной кабельной системы. [c.159]

Весьма актуальными также являются проблемы криогенной техники, связанные с созданием сверхпроводящих материалов и использованием различного криогенного оборудования резервуаров для хранения сжиженных газов и других емкостей, миниатюрных холодильных газовых машин, криогенных насосов, рабочие поверхности которых, охлаждаемые хладагентами (жидкие азот, водород, гелий), позволяют вымораживать практически все газы из откачиваемого объема и получать вакуум выше 10 мм рт. ст. Важны также низкотемпературные исследования материалов, используемых в ракетно-космических системах, элементы которых, подвергающиеся во время службы действию статических и динамических нагрузок, вибраций, изгибных колебаний и т. д., работают в весьма широком диапазоне температур, начиная с очень низких и включая температуры, близкие к температуре плавления материала. [c.187]

МГД-части с МГД-генератором мощностью около 300 МВт с камерой сгорания и каналом, сверхпроводящей магнитной системой, инверторной подстанцией, газовым хозяйством, системой подготовки и подачи окислителя и присадки, системами управления, регулирования, защиты и выдачи мощности в сеть [c.124]

Стремление увеличивать протяженность ЛЭП за пределы 1500 км наиболее оправдано в обширных странах, особенно в СССР, где источники дешевых первичных энергетических ресурсов удалены от потребителя, а передача энергии в виде электричества имеет определенные преимущества. В большинстве регионов мира не существует, по-видимому, предпосылок для создания в обозримом будущем трансконтинентальных электроэнергетических систем или сверхпроводящих линий большой мощности. Одним из преимуществ обширных энергосистем является возможность использования пиковых мощностей одного района для покрытия пика потребления в другое время в другом районе. Например, такое положение было бы возможно в случае работы мощных солнечных электростанций в Сахаре, обеспечивающих энергией одновременно Северную Европу и Южную Африку. Осуществление подобных фантастических проектов не исключено через столетие. Следует подчеркнуть, что технология дальней передачи электроэнергии обеспечивает все потребности в ЛЭП в обозримом будущем, возможные усовершенствования вряд ли принципиально изменят положение в системе электрического транспорта. [c.253]

СЛАБАЯ > СВБРХПРОВОДвМОСТЬ — совокупность явлений, происходящих в слабосвязаниых сверхпроводящих системах (неоднородных сверхпроводящих струк- [c.551]

В связи с этим было бы, по-видимому, целесообразно расширить исследования по частично сверхпроводящим системам, чтобы сделать более детальное сравнение между экспериментом и предложенной моделью Коппе. Необходимо также обратить внимание на одно обстоятельство, связанное со структурой сверхпроводящих включений. Из упомянутой выше работы Ван-Лера и Кеезома [49] следует, что, хотя включения и находятся в сверхпроводящей фазе, они не обязательно должны состоять из чистого сверхпроводящего металла. Высокие значения магнитных полей, необходимые для разрушения сверхпроводимости, указывают на то, что включения вероятнее всего являются сплавами. [c.209]

Сравнение Т1 — МЬ сплавов с перспективным сверхпроводящим материалом типа А15 (необходимого для получения магнитных систем с напряженностью поля 100—150 кЭ) дает преимущество сплавам титана как более пластичным материалам. Деформируемые сверхпроводящие сплавы на основе титана служат конструкционным материалом для иаготовления проволоки и лент. В работе [165] приведены свойства двух титановых сплавов по сравнению с ниобийциркониевым сплавом и соединениями типа А15. Хотя у титановых сплавов величины критических температур напряжений и токов ниже, чем у сплавов А15, тем не менее они достаточны, чтобы обеспечить возможность использования титановых сплавов в сверхпроводящих системах. [c.116]

Рений (Re) имеет плотность 21,02 г/см , температуру плавления 3180°С, кипения 5627°С, теплопроводность при 20°С составляет 170 Вт/(м -К), модуль нормальной упругости 469 МПа, твердость 2.50 НВ. При 90°С рений переходит в сверхпроводящее состояние. Он расположен в V11A группе Периодической системы элементов Д. И. Менделеева под номером 75, имеет весьма тяжелую массу, равную 186,31, кристаллическая решетка гексагональная, плотноупакованная (ГП), атомный радиус л = 0,138 hmi. Параметры кристаллической решетки и = 0,2758 нм, с = 0,45 нм, с а = = 1,615 [c.96]

При точном измерении необходимо исключить неизбежные термо-э д. с., возникающие в потенциальных проводах, присоединенных к исследуемому сопротивлению. Этого можно достигнуть, применяя переключатель направления тока. (Ниже будет опрюан сверхпроводящий переключатель, пригодный для применения в жидком гелии.) Чтобы сохранить равновесие системы при переключении направления тока в цонн образца, необходимо переключать направление то] а и в цепи потенциометра. На фиг. 15 показана принципиальная схема потенциометра Линдека. Измерение сопротивления может [c.175]

Мы уже указывали, что при сверхбыстрой закалке из жидкого состояния на промежуточной стадии по пути к аморфизации сплавов возникают метастабильные фазы. Для некоторых из них удалось обнаружить резкое повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние. Например, для NbsGe от 6,9 до 17 К [61]. В системах Ag —Ti, Au —Ti, Ag —Ge и Au —Ga для некоторых составов зарегистрирован переход в сверхпроводящее состояние, хотя таковой не обнаружен у компонент этих сплавов. [c.288]

ДИОДЫ, газоразрядные приборы, многосеточные электронные лампы, тиристоры, диоды Ганна, джозефсононские сверхпроводящие контакты и другие приборы. В случае параллельного подсоединения нелинейного двухполюсника с отрицательным дифференциальным сопротивлением к параллельному контуру необходимо использовать элемент с характеристикой Л -типя, показанного на рис. 5.2, так как общим для всех элементов такой колебательной системы является напряжение и. Уравнение Кирхгофа для этой системы (рис. 5.4) имеет вид [c.189]

Удельная мощность Л/уд любого МГД-генератора пропорциональна квадрату скорости плазмы и квадрату индукции магнитного поля в канале генератора, т. е. ЛГуд w B . Для создания магнитного поля в канале МГД-генератора используются специальные магнитные системы, которые должны при минимальных значениях энергии, размеров и массы обеспечить получение необходимых значений величины и конфигурации магнитного поля. Эта задача может быть решена только сверхпроводящими магнитными системами. [c.290]

Рассмотрены расчет, проектирование и испс льзование различных криогенных систем, а также их отдельных элементов. Большое внимание уделено наиболее распространенным типам криогенных систем, включая воздухоразделительные установки, водородные и гелиевые ус тановки, системы для хранения и транспортирования сжиженных газов, а также систем охлаждения сверхпроводящих устройств. Описаны современные криогенные установки, а также различные теплообменные аппараты и устройства для осущки и очистки газов. [c.428]

Высокотемпературные сверхпроводник и. В 1986 г. было обнаружено, что такие вещества, как Ьз2 Мз,Си04 (М = = Ва, Sr), переходят в сверхпроводящее состояние при температуре, близкой к температуре жидкого азота. Позже в системах YBaj uaO переход в сверхпроводящее состояние наблюдался при [c.124]

Ведется поиск новых материалов, обладающих большей плотностью тока и более высокой температурой перехода в сверхпроводящее состояние. Перспективными в этом отношении являются так называемые висмутовые системы с химической формулой BiaSrj aa uaOj., температура перехода которых достигает —158 °С. [c.125]

С) плазмы, сверхжаропрочные материалы, мощные магнитные системы на сверхпроводящих материалах и другие физические процессы и явления. [c.55]

Существует несколько проводящих метал-<лов II рода, Kotточке кипения водорода, становятся сверхпроводящими. Была предложена интересная идея использовать линии электропередачи с проводниками, изготовленными из таких металлов, для передачи не только электроэнергии, но и жидкого водородного топлива. Такая двойная система передачи энергии могла бы стать высокоэффективной, если бы удалось разработать экономичные методы производства водорода совместно с выработкой электроэнергии. Однако в настоящее время таких конкретных проектов еще не существует. [c.237]

Новые возможности для создания быстродействующих элементов ЭВМ открывают эффекты Джозефсона. Как отмечалось в предыдущем параграфе, если ток, проходящий через переход Джозефсона не превышает величины /о, вся система является сверхпроводящей и обладает нулевым сопротивлением. При превышении тока 1а или при действии на переход хотя бы слабого магнитного поля на переходе возникает разность потенциалов, что означает появление у перехода определенного сопротивления. На этом принципе могут быть построены туннельные джозефсоновские криотроны. Так как переход от нулевого сопротивления к конечному не связан с разрушением сверхпроводящего состояния материалов, то скорость переключения туннельных криотронов оказывается значительно более высокой, чем у обычных сверхпроводящих криотронов. В настоящее время построены туннельные криотроны с временами переключения яг 10- с и рассеиваемой мощностью, не превышающей 10- Вт. [c.207]

Резкая и нелинейная зависимость электрического сопротивления при переходе из нормального в сверхпроводящее состояние позволяет создавать высокочувствительные фотонриемники (болометры) с порогом чувствительности ж 10-1 Вт па 1 Гц полосы пропускания регистрирующей системы,, сверхпроводящие выпрямители, предназначенные для детектирования высо-кочастотнсго модулированного сигнала и обладающие низкими собственными шумами. [c.208]

Одним из важнейших направлений работ, проводимых в ЭНИН, являются исследования технико-экономических показателей сверхпроводящих линий электропередачи постоянного и переменного тока. При этом основное внимание уделяется линиям электропередачи переменного тока, поскольку результаты, полученные при изучении линии переменного тока, могут быть легко перенесены на линии постоянного тока из-за общности криогенной оболочки, рефрижераторной системы и других элементов. Основным элементом сверхпроводящих линий электропередачи является сверхпроводящий кабель, который по существу и определяет стоимость передачи энергии по этим линиям. [c.248]

В настоящее время все более ощущается нехватка энергии, происходит ее удорожание. Многие реализованные или предполагаемые к рализации проекты, разработанные с учетом дефицита энергии, предусматривают использование криогенных температур. К ним относятся использование сжиженного газа как средства распределения энергии сверхпроводящие генераторы, моторы и системы передачи электроэнергии новые способы получения энергии, такие как МГД-генерато-ры и термоядерные реакторы, применение жидкого водорода в качестве топлива для энергетических установок на транспорте. Данная статья посвящена одному из напр"авлений в этой области — ограниченному использованию криогенных жидкостей в ядерной энергетике. [c.88]

Применение национальных и международных эталонов как эталонов единиц системы не утратило своего значения, так как высокая точность, с которой можно сравнивать между собой разные эталоны одной и той же единицы, оказывается весьма полезной для практики. Дело в том. что относительная погрешность при измерении силы тока с помощью токовых весов, по которым определяется ампер, не меньше 5 Ю . В то же время эталоны электродвижущей силы и сопротивления позволяют производить то же измерение с точностью, па порядок большей. Здесь существенную роль сыграло открытие нового эффекта, теоретически предсказанного английским физиком Б. Джозефсоном в 1962 г.и затем доказанного экспериментально. Сущность эффекта Джозефсона состоит в том, что если. приложить напряжение I к двум сверхпроводникам, Ааежду которыми существует неплотный контакт (например, пленка окисла толщиной около 10" м), то через этот контакт идет сверхпроводящий [c.280]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...