Вторая жизнь сверхпроводников.

Эффект Мейснера в автогенераторе магнитного потока.

В.И. Тараскин

Ю.В. Тараскин

10.07.2009 год.

Сверхпроводящие (СП) материалы имеют два основные свойства:

1.         Электрическое сопротивление равно нулю.

2.         Магнитная проницаемость равна нулю, эффект Мейснера.

Эффект Мейснера СП материалов заключается в том, что СП не пропускает магнитные поля. Но как только напряжённость магнитного поля достигнет критического значения СП как бы открывается и работает как обычный магнитопровод.

Таким образом CП материал в магнитной цепи работает аналогично полупроводниковому прибору с четырехслойной структурой ( динисторы, тиристоры ):

увеличивая магнитное поле выше критического значения магнитная цепь замыкается,

уменьшая магнитное поле ниже критического значения магнитная цепь разрывается.

Используя это свойство, нами было придумано устройство, показанное на рис.1. где :

1 - постоянные магниты с определенной  коэрцитивной силой, 2,2а,2б - магнитопроводы с высокой  магнитной проницаемостью, 3 - магнитопроводящая пластина с СП пленкой, 4 - силовая обмотка, 5 - регулировочный винт.

Путь по которому  замыкается  магнитный  поток в замкнутой цепи создан из ферромагнитного материала 2, 2а,  2б и двух немагнитных зазоров.

Рассмотрим два участка магнитной цепи;

первый участок магнитной цепи немагнитный зазор между  магнитопроводами 2 и 2а;

второй участок магнитной  цепи  немагнитный зазор между магнитопроводами 2а и 2б, где находится пластина с СП материалом 3.

Т.к. магнитная проницаемость немагнитных зазоров на 1000-10000 меньше магнитопроводов, магнитное сопротивление цепи будет определяться немагнитными зазорами первого и второго участков.  Магнитный поток Фм магнитной цепи равен по формуле Гопкинсона:

Фm = Нс / (Rm1 + Rm2); где

Нс - коэрцитивная сила постоянных магнитов, Rm1,Rm2 - магнитное сопротивление первого и второго участка.

Магнитные сопротивления вычисляются по формуле Гопкинсона:

Rm1=L1/(M*M0*S) для первого участка,

Rm2=L2/(M*M0*S) для второго участка.

M - относительная магнитная проницаемость данного участка цепи, M0 - магнитная постоянная, L1, L2 - длина 1-го и 2-го участков цепи (толщина) S - площадью поперечного сечения

Полное магнитное сопротивление будет определятся длиной немагнитных зазоров;

Rm=L1+L2;

Падение напряженности магнитного поля по участкам;

Фm=H1/Rm1; H1=ФmxRm 1-первого участка,

Фm=H2/Rm2; H2=ФmxRm 2-второго участка,

Н1-падение напряженности магнитного поля первого участка,

Н2-падение напряженности магнитного поля второго участка.

Нс=Н1+Н2.

Для работы устройство необходимо три условия:

1. коэрцитивная сила магнитов должно быть больше критического магнитного поля СП материала; 2. критическое магнитное поле должно быть больше, чем половина коэрцитивной силы магнитов; 3. магнитная индукция постоянных магнитов должна быть не менее 1 Тл., исключая влияние самоиндукции при больших токах.

В замкнутой или разомкнутой цепи коэрцитивная сила равна сумме падений напряженности первого и второго участках. В первом участке магнитной цепи магнитное сопротивление постоянное т.к. ............