Обновлено: 23.01.2025

Приветствуем всех, много кто видел как в интернете делают обмотки на магнит из проводов и получают бесплатную энергию. Обычно подключают лампочку и она загорается , так вот сегодня я соберу подобную конструкцию и покажу вам что будет на самом деле,

Всем приятного просмотра!

Для опыта нам нужен магнит. На чердаке нашел вот такой динамик думаю он подойдет в самый раз.

Выкручиваем центральный болт.

Магнит хорошо склеен с двух сторон с металлическими пластинами , поэтому немного погреем и клей потеряет свои свойства .

Подковырнули ножом и все легко отошло.

Тоже самое делам и с нижней частью.

Вот такой хороший магнит мы добыли.

Для проверки нам понадобится еще два провода.

Зачищаем концы проводов.

Для надежной фиксации прихватим провод клеем .

Последний виток тоже зафиксировал.

Тоже самое проделываем и со вторым проводом.

Так же соединим два провода как и все делают .

Подключим лампочку с помощью крокодильчиков.

И вкручиваем лампочку. Естественно у нас ничего не произошло.

Видел кто то писал в комментариях что полярность не правильная) Хорошо поменяли , и снова ничего не работает .

Другие скажу нужно было лампочку взять 12 v или что то подобное. Давайте просто проверим напряжение, все по нолям.

А может нужно было мерить в режиме переменного тока давайте и так проверим.

И в конце проверяем на прямую от магнита). Ноль и кое что по вдоль.

Друзья естественно у нас ничего не загорится и ничего не покажет на приборе, так как энергия из воздуха не берется . Просто увидел данную тему на Youtube , и многие реально верили и проверяли , а люди кто это снимал обманывали , выводили отдельный источник питания и у них загорались лампочки . Поэтому решил показать чтобы люди не тратили на это время и понимали что под лежачий камень вода не течет.

Специально сделал подобную такую же конструкцию как у них , только показал настоящий результат! Друзья учите физику она в жизни не будет лишней, а я заканчиваю всем пока до новых встреч!

Не забываем вступать в мою группу с полезными идеями на Facebook Подписываемся на Youtube канал Master Mehanik

Экранирование магнитного поля постоянного магнита, экранирование переменных магнитных полей

Для снижения в определенной области пространства напряженности магнитного поля постоянного магнита или низкочастотного переменного магнитного поля переменных токов, - применяют магнитное экранирование. В сравнении с электрическим полем, которое довольно легко экранируется применением клетки Фарадея, магнитное поле полностью экранировать нельзя, его можно лишь до определенной степени ослабить в каком-то конкретном месте.

Практически, в целях научных исследований, в медицине, в геологии, в некоторых технических областях связанных с космосом и атомной энергетикой, часто экранируют очень слабые магнитные поля, индукция которых редко превышает 1 нТл.

Речь идет как о постоянных магнитных полях, так и о переменных магнитных полях широкого частотного диапазона. Индукция магнитного поля Земли, например, в среднем не превышает 50 мкТл, такое поле вместе с высокочастотными шумами проще ослабить путем магнитного экранирования.

Что же касается экранирования магнитных полей рассеяния в силовой электронике и электротехнике (постоянные магниты, трансформаторы, цепи высокого тока), то здесь бывает достаточно просто локализовать значительную часть магнитного поля, а не пытаться убрать его полностью. Ферромагнитный экран — для экранирования постоянных и низкочастотных магнитных полей

Первый и наиболее простой способ экранирования магнитного поля — применение ферромагнитного экрана (кожуха) в форме цилиндра, листа или сферы. Материал такого кожуха должен обладать высокой магнитной проницаемостью и низкой коэрцитивной силой.

Когда подобный экран помещается во внешнее магнитное поле, то магнитная индукция в ферромагнетике самого экрана оказывается сильнее чем внутри экранируемой области, где индукция получится соответственно меньше.

Рассмотрим пример с экраном в форме полого цилиндра.

На рисунке видно, что линии индукции внешнего магнитного поля, проникая в стенку ферромагнитного экрана, сгущаются внутри нее, а непосредственно в полости цилиндра линии индукции окажутся поэтому более разряженными. То есть внутри цилиндра магнитное поле останется минимальным. Для качественной реализации требуемого эффекта, применяют ферромагнитные материалы с высокой магнитной проницаемостью, такие как пермаллой или мю-металл.

Кстати, простое утолщение стенки экрана — не лучший способ повысить его качество. Значительно эффективнее действуют многослойные ферромагнитные экраны с промежутками меду составляющими экран слоями, где коэффициент экранирования будет равен произведению коэффициентов экранирования для отдельных слоев — качество экранирования многослойного экрана будет лучше чем эффект от сплошного слоя толщиной равной сумме упомянутых слоев.

Благодаря многослойным ферромагнитным экранам возможно создание магнитозащищенных комнат для различных исследований. Наружные слои таких экранов изготавливаются в этом случае из ферромагнетиков насыщающихся при больших величинах индукции, тогда как внутренние их слои делаются из мю-металла, пермаллоя, метгласса и т. д. - из ферромагнетиков, насыщающихся при меньших значениях магнитной индукции.

Медный экран — для экранирования переменных магнитных полей

Если требуется экранировать переменное магнитное поле, то применяют материалы с высокой электропроводностью, такие как медь.

В этом случае изменяющееся внешнее магнитное поле наведет в проводящем экране индукционные токи, которые охватят пространство защищаемого объема, причем направление магнитных полей этих индукционных токов в экране будет противоположно внешнему магнитному полю, защита от которого таким образом устраивается. Следовательно внешнее магнитное поле окажется частично скомпенсировано.

При этом чем выше частота токов — тем выше и коэффициент экранирования. Соответственно, для более низких частот, а тем более для постоянных магнитных полей, более всего подходят экраны ферромагнитные.

Коэффициент экранирования К, в зависимости от частоты переменного магнитного поля f, размера экрана L, проводимости материала экрана и его толщины d, - приблизительно можно найти по формуле:

Применение сверхпроводящих экранов

Как известно, сверхпроводник способен полностью вытеснить из себя магнитное поле. Данное явление известно как эффект Мейснера. Согласно правилу Ленца, любое изменение магнитного поля в сверхпровднике порождает индукционные токи, которые своими магнитными полями компенсируют изменение магнитного поля в сверхпроводнике.

Если сравнить с обычным проводником, то в сверхпроводнике индукционные токи не затухают, и поэтому способны оказывать компенсирующее магнитное действие бесконечно (теоретически) долго.

Недостатками метода можно считать высокую его стоимость, наличие внутри экрана остаточного магнитного поля, которое было там до перехода материала в сверхпроводящее состояние, а также чувствительность сверхпроводника к температуре. При этом критическая магнитная индукция для сверхпроводников может достигать десятков тесла.

Активный компенсационный метод экранирования

Для уменьшения внешнего магнитного поля можно специально создать дополнительное магнитное поле, равное по величине, но противоположное по направлению внешнему магнитному полю, от которого необходимо экранировать определенную область.

Это достигается применением специальных компенсирующих катушек (катушек Гельмгольца) — пара одинаковых соосно расположенных катушек с током, которые разносятся на расстояние радиуса катушки. Между такими катушками получается достаточно однородное магнитное поле.

Чтобы добиться компенсации по всему объему заданной области пространства, нужно минимум шесть таких катушек (три пары), которые размещаются в соответствии с конкретной задачей.

Типичные применения такой компенсационной системы — защита от низкочастотных помех, порождаемых электрическими сетями (50 Гц), а также экранирование магнитного поля Земли.

Обычно системы данного типа работают совместно с датчиками магнитного поля. В отличие от магнитных экранов, уменьшающих магнитное поле вместе с шумами внутри всего объема ограниченного экраном, активная защита с применением компенсационных катушек позволяет устранить магнитные помехи лишь в локальной области, на которую она настроена.

Однако, независимо от конструкции системы защиты от магнитных помех, любая из них нуждается в антивибрационной защите, так как вибрация экрана и датчика способствует порождению самим вибрирующим экраном дополнительных магнитных помех.

Каталог магнитов

• АКЦИИ
• Магниты с незначительными повреждениями
• Неодимовые магниты
  • Диск / Стержень
  • Кольцо / Трубка
  • Пластина/Призма
  • Магниты с зенковкой
  • Сегмент / Сектор
  • Другие формы
  • Магниты для высокой t°
  • Ферритовые магниты в форме диска
  • Ферритовые магниты в форме кольца
  • Ферритовые магниты в форме пластины
  • Ферритовые магниты других форм
  • Диск/Стержень AlNiCo
  • Кольцо / Трубка AlNiCo
  • Пластина/Призма AlNiCo
  • Другие формы - AlNiCo
  • Диск / Стержень SmCo
  • Кольцо / Трубка SmCo
  • Пластина/Призма SmCo
  • Другие формы -- SmCo
  • Магнитные крепления с зенковкой
  • Магнитные крепления с отверстием
  • Магнитные крепления под гайку
  • Магнитные крепления под болт
  • Магнитный крючок
  • Магниты с зенковкой NdFeB
  • Другие крепежи
  • Ответные части
  • Саморезы
  • Магнитные крепления POT
  • Крючки
  • Магнитный винил с клеем
  • Магнитный винил без клея
  • Магнитная фотобумага
  • Магнитная лента
  • Магнитный винил с ПВХ
  • Цветной магнитный винил
  • Отрезной кусковой магнитный винил без клея
  • Прямоугольные решетки
  • Круглые решетки
  • Магнитные стержни
  • Подвесные железоотделители
  • Магнитные блоки
  • Стержневые сепараторы
  • Магнитные сепараторы на заказ
  • Магнитные сборщики на колесах
  • Стержневые магнитные сборщики
  • Магнитные коллекторы
  • Магнитные сборщики на вилочный погрузчик
  • Гибкие магнитные щупы
  • Магнитные уголки для сварки
  • Отключаемые грузозахваты
  • Ручные магнитные грузозахваты
  • Магнитные тарелки
  • Магнитные плиты
  • Магнитный штатив для индикатора
  • Разделитель магнитов
  • Магнитные аксессуары
  • Телескопические магниты
  • Магниты для бейджей
  • Офисные магниты
  • Эксперименты с магнитами
  • Магнито-маркерные доски
  • Железный порошок
  • Магнитный планер
  • Фиксаторы для входных дверей
  • Стопоры для межкомнатных дверей
  • Мебельные магниты
  • Магниты для ножей
  • Автодержатели
  • Магнитные шторы
  • Магнитная сигнализация
  • Банки для хранения на магнитах
  • Магнитный планер
  • Клеи
  • Магнитные полки
  • Неокубы
  • Магнитные шахматы
  • Магнитный конструктор
  • Магниты для творчества
  • Магнитные кнопки
  • Магниты в ПВХ
  • до 30 гр.
  • до 60 гр.
  • до 80 гр.
  • до 100 гр.
  • до 140 гр.
  • до 160 гр.
  • до 200 гр.
  • более 200 гр.
  • Винил

  Изолятор для магнита и экранирование магнитного поля

  Продолжаем отвечать на ваши вопросы. Вы часто спрашиваете как сделать так, чтобы два магнита, находящиеся рядом друг с другом, не чувствовали присутствие друг друга? Какой материал нужно разместить между ними, чтобы силовые линии магнитного поля от одного магнита не достигали бы второго магнита?

  Этот вопрос не такой тривиальный, как может показаться на первый взгляд. Нам нужно по-настоящему изолировать два магнита. То есть, чтобы эти два магнита можно было по-разному поворачивать и по разному перемещать их относительно друг друга и тем не менее, чтобы каждый из этих магнитов вёл себя так, как будто бы другого магнита рядом нет. Поэтому всякие фокусы с размещением рядом третьего магнита или ферромагнетика, для создания какой-то особой конфигурации магнитных полей с компенсацией всех магнитных полей в какой-то одной отдельно взятой точке, принципиально не проходят.

  Иногда ошибочно думают, что таким изолятором магнитного поля может служить диамагнетик. Но это не верно. Диамагнетик действительно ослабляет магнитное поле. Но он ослабляет магнитное поле только в толще самого диамагнетика, внутри диамагнетика. Поэтому, если один из магнитов (или оба) замуровать в куске диамагнетика, тогда их притяжение или их отталкивание действительно ослабеет.

  Но это не является решением проблемы. Во-первых, силовые линии одного магнита всё равно будут достигать другого магнита, то есть магнитное поле только уменьшается, но не исчезает совсем. Во-вторых, если магниты замурованы в толще диамагнетика, то мы не можем их двигать и поворачивать.

  
  

  А если сделать из диамагнетика просто плоский экран, то этот экран будет пропускать сквозь себя магнитное поле. Причем, за этим экраном магнитное поле будет точно такое же, как если бы этого диамагнитного экрана не было бы вообще.

  А это говорит о том, что даже замурованные в диамагнетик магниты не испытают на себе ослабления магнитного поля. В самом деле, ведь там, где находится замурованный магнит, прямо в объеме этого магнита диамагнетик попросту отсутствует. А раз там, где находится замурованный магнит, отсутствует диамагнетик, то значит, оба замурованных магнита на самом деле взаимодействуют друг с другом точно также, как если бы они не были замурованы в диамагнетике. Диамагнетик вокруг этих магнитов также бесполезен, как и плоский диамагнитный экран между магнитами.

  Нам нужен такой материал, который бы, вообще, не пропускал через себя силовые линии магнитного поля. Нужно чтобы силовые линии магнитного поля выталкивались их такого материала. Если силовые линии магнитного поля проходят через материал, то, за экраном из такого материала, они полностью восстанавливают свою силу. Это следует из закона сохранения магнитного потока. Единственный материал, который выталкивает из себя силовые линии магнитного поля, это сверхпроводник.

  На поверхности сверхпроводника вектор напряженности магнитного поля всегда направлен вдоль этой поверхности по касательной к поверхности сверхпроводящего тела. На поверхности сверхпроводника вектор магнитного поля не имеет составляющую, направленную перпендикулярно поверхности сверхпроводника. Поэтому силовые линии магнитного поля всегда огибает сверхпроводящее тело любой формы.

  Но это совсем не означает, что если между двумя магнитами поставить сверхпроводящий экран, то он решит поставленную задачу. Дело в том, что силовые линии магнитного поля магнита пойдут к другому магниту в обход экрана из сверхпроводника. Поэтому от плоского сверхпроводящего экрана будет только ослабление влияния магнитов друг на друга. Это ослабление взаимодействия двух магнитов будет зависеть от того, на сколько увеличилась длина силовой линии, которая соединяет два магнита друг с другом. Чем больше длины соединяющих силовых линий, тем меньше взаимодействие двух магнитов друг с другом.

  Это точно такой же эффект, как если увеличивать расстояние между магнитами без всякого сверхпроводящего экрана. Если увеличивать расстояние между магнитами, то длины силовых линий магнитного поля тоже увеличиваются. Значит, для увеличения длин силовых линий, которые соединяют два магнита в обход сверхпроводящего экрана, нужно увеличивать размеры этого плоского экрана и по длине и по ширине. Это приведет к увеличению длин обходящих силовых линий. И чем больше размеры плоского экрана по сравнению с расстоянием между магнитами, тем взаимодействие между магнитами становится меньше.

  Взаимодействие между магнитами полностью исчезает только тогда, когда оба размера плоского сверхпроводящего экрана становятся бесконечными. Это аналог той ситуации, когда магниты развели на бесконечно большое расстояние, и поэтому длина соединяющих их силовых линий магнитного поля стала бесконечной.

  Теоретически, это, конечно, полностью решает поставленную задачу. Но на практике мы не можем сделать сверхпроводящий плоский экран бесконечных размеров. Хотелось бы иметь такое решение, которое можно осуществить на практике в лаборатории или на производстве. (Про бытовые условия речи уже не идет, так как в быту невозможно сделать сверхпроводник.)

  По другому, плоский экран бесконечно больших размеров можно интерпретировать как разделитель всего пространства на две части, которые не соединены друг с другом. Но пространство на две части может разделить не только плоский экран бесконечных размеров. Любая замкнутая поверхность делит пространство тоже на две части, на объем внутри замкнутой поверхности и объем вне замкнутой поверхности. Например, любая сфера делит пространство на две части: шар внутри сферы и всё, что снаружи.

  Поэтому сверхпроводящая сфера является идеальным изолятором магнитного поля. Если поместить магнит в такую сверхпроводящую сферу, то никогда никакими приборами не удается обнаружить, есть ли внутри этой сферы магнит или его там нет.

  И, наоборот, если Вас поместить внутрь такой сферы, то на Вас не будут действовать внешние магнитные поля. Например, магнитное поле Земли невозможно будет обнаружить внутри такой сверхпроводящей сферы никакими приборами. Внутри такой сверхпроводящей сферы можно будет обнаружить только магнитное поле от тех магнитов, которые будут находиться тоже внутри этой сферы.

  Таким образом, чтобы два магнита не взаимодействовали друг с другом надо один из этих магнитов поместить вовнутрь сверхпроводящей сферы, а второй оставить снаружи. Тогда магнитное поле первого магнита будет полностью сконцентрировано внутри сферы и не выйдет за пределы этой сферы. Поэтому второй магнит не почувствует присутствие первого. Точно также магнитное поле второго магнита не сможет залезть вовнутрь сверхпроводящей сферы. И поэтому первый магнит не почувствует близкое присутствие второго магнита.

  Наконец, оба магнита мы можем, как угодно поворачивать и перемещать друг относительно друга. Правда, первый магнит ограничен в своих перемещениях радиусом сверхпроводящей сферы. Но это только так кажется. На самом деле взаимодействие двух магнитов зависит только лишь от их относительного расположения и их поворотов вокруг центра тяжести соответствующего магнита. Поэтому достаточно разместить центр тяжести первого магнита в центре сферы и туда же в центр сферы поместить начало координат. Все возможные варианты расположения магнитов будут определяться только всеми возможными вариантами расположения второго магнита относительно первого магнита и их углами поворотов вокруг их центров масс.

  
  

  А сверхпроводящий магнит является электромагнит из катушек сверхпроводящий провод. Их необходимо охладить до криогенный температуры во время работы. В сверхпроводящем состоянии провод не имеет электрическое сопротивление и поэтому может проводить гораздо большие электрические токи чем обычный провод, создавая сильные магнитные поля. Сверхпроводящие магниты могут производить больше магнитные поля чем все, кроме самых сильных несверхпроводящих электромагниты и может быть дешевле в эксплуатации, потому что энергия не рассеивается в виде тепла в обмотках. Они используются в МРТ машины в больницах и научное оборудование, такое как ЯМР спектрометры, масс-спектрометры, термоядерные реакторы и ускорители частиц. Они также используются для левитации, наведения и движения в магнитная левитация (маглев) железнодорожная система строится в Япония.

  Содержание

  Строительство

  Охлаждение

  Во время работы обмотки магнита должны охлаждаться ниже их критическая температура, температура, при которой материал обмотки переходит из нормального резистивного состояния в сверхпроводник. Обычно обмотки охлаждаются до температур, значительно ниже их критической температуры, потому что чем ниже температура, тем лучше работают сверхпроводящие обмотки - тем более высокие токи и магнитные поля они могут выдерживать, не возвращаясь в свое несверхпроводящее состояние. Для поддержания температуры обмоток магнита, достаточной для поддержания сверхпроводимости, обычно используются два типа режимов охлаждения:

  С жидкостным охлаждением

  Жидкий гелий используется как охлаждающая жидкость для многих сверхпроводящих обмоток. Его температура кипения составляет 4,2 К, что намного ниже критической температуры большинства материалов для обмотки. Магнит и охлаждающая жидкость находятся в термоизолированном контейнере (Дьюар) называется криостат. Чтобы гелий не выкипел, криостат обычно имеет внешнюю оболочку, содержащую (значительно более дешевую) жидкий азот при 77 К. В качестве альтернативы, тепловой экран из проводящего материала, поддерживаемый в диапазоне температур от 40 до 60 К, охлаждаемый токопроводящими соединениями с холодной головкой криокулера, помещается вокруг заполненного гелием сосуда, чтобы удерживать подвод тепла к последней на приемлемом уровне. Одна из целей поиска высокотемпературные сверхпроводники заключается в создании магнитов, которые можно охлаждать только жидким азотом. При температурах выше примерно 20 К охлаждение может быть достигнуто без выкипания криогенных жидкостей. [ нужна цитата ]

  Механическое охлаждение

  Из-за увеличения стоимости и сокращения доступности жидкого гелия многие сверхпроводящие системы охлаждаются с использованием двухступенчатого механического охлаждения. Обычно используются два типа механических криохладителей, которые обладают достаточной охлаждающей способностью для поддержания температуры магнитов ниже их критической температуры. Криокулер Gifford-McMahon был коммерчески доступен с 1960-х годов и нашел широкое применение. Цикл регенератора G-M в криокулере работает с использованием вытеснителя поршневого типа и теплообменника. Кроме того, в 1999 г. было выпущено первое коммерческое приложение с использованием криокулер с импульсной трубкой. Такая конструкция криокулера становится все более распространенной из-за низкой вибрации и длительного интервала обслуживания, поскольку в конструкции импульсных трубок вместо механического смещения используется акустический процесс. Как правило, для двухступенчатых холодильников первая ступень будет обеспечивать более высокую охлаждающую способность, но при более высокой температуре ≈77 K, а вторая ступень - при ≈4,2 K и мощности охлаждения Материалы для намотки катушек

  Сверхпроводящие части большинства токовых магнитов состоят из ниобий-титановый. Этот материал имеет критическая температура из 10 кельвины и может сверхпроводить примерно до 15 теслас. Более дорогой магниты можно сделать из ниобий-олово (Nb₃Sn). У них есть Т_c от 18 К. При работе при 4,2 К они способны выдерживать гораздо более высокие напряженность магнитного поля, до 25-30 тесла. К сожалению, из этого материала сделать нужные нити намного сложнее. Вот почему иногда сочетание Nb₃Используется Sn для высокопольных секций и NbTi для низкопольных секций. Ванадий-галлий - еще один материал, используемый для высокопольных вставок.

  Высокотемпературные сверхпроводники (например. BSCCO или же YBCO) может использоваться для высокопольных вставок, когда требуемые магнитные поля выше, чем Nb₃Sn умеет управлять. [ нужна цитата ] BSCCO, YBCO или диборид магния может также использоваться для токоподводов, проводящих большие токи от комнатной температуры в холодный магнит без сопутствующей большой утечки тепла из резистивных проводов. [ нужна цитата ]

  Конструкция проводника

  Катушки обмотки сверхпроводящего магнит сделаны из проводов или лент Сверхпроводники II типа (например.ниобий-титановый или же ниобий-олово). Сама проволока или лента могут быть сделаны из крошечных нити (около 20 микрометры толстый) из сверхпроводник в медь матрица. Медь необходима для повышения механической устойчивости и обеспечения пути с низким сопротивлением для больших токов в случае повышения температуры выше Т_c или ток поднимается выше я_c и сверхпроводимость теряется. Эти нити должен быть настолько малым, потому что в этом типе сверхпроводника ток течет только в поверхностном слое, толщина которого ограничена лондонская глубина проникновения. (Видеть Эффект кожи) Катушка должна быть тщательно спроектирована, чтобы выдерживать (или противодействовать) магнитное давление и Силы Лоренца в противном случае это могло бы привести к поломке провода или разрушению изоляции между соседними витками.

  Операция

  
  

  7 Т сверхпроводящий магнит с горизонтальным отверстием, часть масс-спектрометра. Сам магнит находится внутри цилиндрического криостата.

  Источник питания

  Ток на обмотки катушки обеспечивается большим током, очень низким напряжением. ОКРУГ КОЛУМБИЯ источник питания, поскольку в установившемся режиме единственное напряжение на магните возникает из-за сопротивления питающих проводов. Любое изменение тока через магнит должно производиться очень медленно, во-первых, потому что электрически магнит имеет большой размер. индуктор и резкое изменение тока приведет к большому скачку напряжения на обмотках, и, что более важно, потому что быстрые изменения тока могут вызвать вихревые токи и механические напряжения в обмотках, которые могут вызвать закалку (см. ниже). Таким образом, источник питания обычно управляется микропроцессором и запрограммирован на постепенное изменение тока с плавным нарастанием. Обычно для включения или отключения магнита лабораторных размеров требуется несколько минут.

  Постоянный режим

  Магнитная закалка

  Гашение - это ненормальное прекращение работы магнита, которое происходит, когда часть сверхпроводящей катушки входит в нормальный (резистивный) государственный. Это может происходить из-за того, что поле внутри магнита слишком велико, скорость изменения поля слишком велика (что приводит к вихревые токи и в результате обогрев в матрице поддержки меди), или комбинация из двух. Реже дефект магнита может вызвать закалку. Когда это происходит, это конкретное место подвергается быстрой Джоулевое нагревание от огромного течения, которое поднимает температура окружающих регионов. Это также переводит эти области в нормальное состояние, что приводит к большему нагреву в цепной реакции. Весь магнит быстро приходит в норму (это может занять несколько секунд, в зависимости от размера сверхпроводящей катушки). Это сопровождается громким треском, поскольку энергия магнитного поля преобразуется в тепло, и быстрое выкипание криогенный жидкость. Резкое уменьшение тока может привести к скачкам индуктивного напряжения в киловольтах и ​​возникновению дуги. Необратимые повреждения магнита случаются редко, но компоненты могут быть повреждены локальным нагревом, высоким напряжением или большими механическими силами. На практике магниты обычно имеют предохранительные устройства для остановки или ограничения тока при обнаружении начала гашения. Если большой магнит подвергается гашению, инертный пар, образованный испаряющейся криогенной жидкостью, может представлять собой значительную удушье опасность для операторов из-за вытеснения пригодного для дыхания воздуха.

  Магнит "тренировка"

  История

  Хотя идея изготовления электромагнитов из сверхпроводящего провода была предложена Хайке Камерлинг-Оннес Вскоре после того, как в 1911 году он открыл сверхпроводимость, практическому сверхпроводящему электромагниту пришлось ждать открытия сверхпроводящих материалов, которые могли поддерживать большие критические плотности сверхтока в сильных магнитных полях. Первый успешный сверхпроводящий магнит был построен Г. Yntema в 1955 году с использованием ниобий провода и достигли поля 0,7 Тл при 4,2 К. [6] Затем, в 1961 г., J.E. Kunzler, E. Buehler, F.S.L. Сюй и Дж. Верник сделал открытие, что соединение ниобия и олова может поддерживать критические сверхтоки с плотностью более 100 000 ампер на квадратный сантиметр в магнитных полях 8,8 тесла. [7] Несмотря на свою хрупкую природу, ниобий-олово с тех пор оказался чрезвычайно полезным в супермагнетиках, генерирующих магнитные поля до 20 тесла.

  Постоянный переключатель был изобретен в 1960 году Дуайтом Адамсом, когда он работал научным сотрудником в Стэнфордском университете. Второй постоянный переключатель был построен в Университете Флориды М.С. студент Р.Д. Лихти в 1963 году. Сохранился в витрине в УФ Физическом корпусе.

  В 1962 году Т. Берлинкорт и Р.Р. Хейк [8] открыл свойства ниобий-титановых сплавов с высоким критическим магнитным полем и высокой плотностью сверхкритического сверхтока. Хотя ниобий-титановые сплавы обладают менее впечатляющими сверхпроводящими свойствами, чем ниобий-олово, они очень пластичны, легко производятся и экономичны. Сплавы ниобий-титан, используемые в супермагнетиках, создающих магнитные поля до 10 тесла, являются наиболее широко используемыми материалами для супермагнитов.

  В 1986 году открытие высокотемпературные сверхпроводники к Георг Беднорц и Карл Мюллер возбуждало поле, увеличивая возможность магнитов, которые можно было бы охлаждать жидким азотом вместо более трудных для работы с гелием.

  В 2007 году магнит с обмотками YBCO установил мировой рекорд - 26,8 теслас. [9] В Национальный исследовательский совет США имеет цель создать сверхпроводящий магнит мощностью 30 тесла.

  В 2017 году магнит YBCO, созданный Национальной лабораторией сильного магнитного поля (NHMFL), побил предыдущий мировой рекорд с силой 32 Т. Это полностью сверхпроводящий пользовательский магнит, рассчитанный на срок службы в течение многих десятилетий. Они удерживают текущий рекорд по состоянию на март 2018 года.

  В 2019 году NHMFL также разработала неизолированную испытательную катушку YBCO, которая побила собственный мировой рекорд лаборатории по самому высокому постоянному магнитному полю для любой конфигурации магнита при 45,5 Тл. [10] [11]

  Использует

  
  

  Аппарат МРТ, в котором используется сверхпроводящий магнит. Магнит находится внутри корпуса в форме пончика и может создавать поле величиной 3 тесла внутри центрального отверстия.

  Сверхпроводящие магниты имеют ряд преимуществ перед резистивный электромагниты. Они могут генерировать магнитные поля, которые в десять раз сильнее, чем те, которые генерируются обычными электромагниты с ферромагнитным сердечником, которые ограничены полями около 2 Тл. Поле обычно более стабильно, что приводит к менее шумным измерениям. Они могут быть меньше, а область в центре магнита, где создается поле, пуста, а не занята железным сердечником. Самое главное, что для больших магнитов они могут потреблять гораздо меньше энергии. В постоянном состоянии (см. Выше) магнит потребляет только энергию, необходимую для любого холодильного оборудования для поддержания криогенной температуры. Однако более высокие поля могут быть достигнуты с помощью специальных охлаждаемых резистивных электромагнитов, поскольку сверхпроводящие катушки переходят в нормальное (несверхпроводящее) состояние (см. Гашение выше) при высоких полях. Устойчивые поля более 40 Тл теперь могут быть достигнуты многими учреждениями по всему миру, как правило, путем сочетания Горький электромагнит со сверхпроводящим магнитом (часто в виде вставки).

  Сверхпроводящие магниты широко используются в МРТ машины, ЯМР оборудование, масс-спектрометры, процессы магнитной сепарации и ускорители частиц.

  В Японии после десятилетий исследований и разработок в сверхпроводящий маглев к Японские национальные железные дороги и позже Центральная японская железнодорожная компания (JR Central), японское правительство разрешило JR Central построить Тюо Синкансэн, соединяющий Токио с Нагойей, а затем с Осакой.

  Одно из самых сложных применений SC-магнитов - это LHC ускоритель частиц. [12] В ниобий-титановый Магниты (Nb-Ti) работают при 1,9 К, что позволяет им безопасно работать при 8,3 Тл. Каждый магнит хранит 7 МДж. Всего на магнитах хранится 10,4 гигаджоулей (2,5 тонны в тротиловом эквиваленте). Один или два раза в день, когда протоны ускоряются с 450 ГэВ до 7 ТэВ, поле сверхпроводящих поворотных магнитов будет увеличиваться с 0,54 Тл до 8,3 Тл.

  Центральный соленоид и сверхпроводящие магниты тороидального поля, предназначенные для ИТЭР использование термоядерного реактора ниобий-олово (Nb₃Sn) как сверхпроводник. Катушка центрального соленоида будет выдерживать 46 кА и создавать поле 13,5 тесла. 18 катушек тороидального поля при максимальном поле 11,8 Тл будут хранить 41 ГДж (всего?). [ требуется разъяснение ] Они прошли испытания при рекордных 80 кА. Другие низкопольные магниты ИТЭР (PF и CC) будут использовать ниобий-титановый. Поле большинства магнитов ИТЭР будет изменяться много раз в час.

  Одно высокое разрешение масс-спектрометр планируется использовать СК магнитом 21 тесла. [13]

  В мировом масштабе в 2014 году экономическая деятельность на сумму около пяти миллиардов евро стала результатом незаменимой сверхпроводимости. [14] На системы МРТ, в большинстве из которых используется ниобий-титан, приходится около 80% от общего количества.

  Читайте также:

    
  • Как сделать косичку с творогом
    
  • Как сделать из браслета животное pet beads
    
  • Как сделать техобслуживание в farming simulator 2017
    
  • Как сделать муку в stardew valley
    
  • Как сделать масло душицы в домашних условиях