При помощи маленькой катушки создано рекордно мощное магнитное поле

zykov
Сообщений: 1005
Зарегистрирован: 06 янв 2016, 17:41

При помощи маленькой катушки создано рекордно мощное магнитное поле

Сообщение zykov » 14 июн 2019, 18:09

https://nauka.vesti.ru/article/1213155

Инженеры Национальной лаборатории сильных магнитных полей в США (MagLab) сконструировали очень мощный магнит. При этом он упакован в небольшую катушку размером с ладонь.
Новый магнит производит магнитное поле с индукцией в рекордных 45,5 Тесла. Для сравнения, стандартный магнит аппарата магнитно-резонансной томографии (МРТ) создаёт поле в 2-3 Тесла. Кстати, прежний мировой рекордсмен, также созданный в Национальной лаборатории сильных магнитных полей США, был 35-тонным гигантом, генерирующим магнитное поле в 45 Тесла.

При создании магнита учёные использовали сверхпроводящий материал. Но не обычный, а специально созданный. Этот особый сплав на основе оксида бария, меди и редкоземельных элементов специалисты коротко именуют REBCO.
Он может выдерживать в два раза большую силу тока по сравнению с обычным сверхпроводником на основе ниобия (а сила протекающего тока определяет и силу магнитного поля).

nedokuril
Сообщений: 8
Зарегистрирован: 08 июл 2019, 21:01

При помощи маленькой катушки создано рекордно мощное магнитное поле

Сообщение nedokuril » 08 июл 2019, 21:37

Грубая оценка давления поля изнутри катушки с намерением разорвать (размышления дилетанта о получении сильных полей) :
[math] (из пространственной части в ТЭИ в СИ)
Получил примерно 800 МПа. Для примера, тянутая проволока из высокоуглеродистой стали 420 МПа на разрыв.
Наверно материал должен быть еще и прочным. Или я ошибаюсь.

zykov
Сообщений: 1005
Зарегистрирован: 06 янв 2016, 17:41

При помощи маленькой катушки создано рекордно мощное магнитное поле

Сообщение zykov » 09 июл 2019, 12:06

Поискал в интернете, так сразу не нашел.

Я думаю, что эти МПа (давление поля и прочность на разрыв) относятся к разным сечениням и напрямую не связаны.

Вот например нашел такой текст: "Коррекция магнитного поля в квазибессиловой катушке".
Там на странице 4 сказано:
Проблема механическойпрочности обмотки соленоидов, в принципе, может быть решена за счёт использования самых совершенных на данный момент равнонагруженных по радиусу обмоток, у которых отсутствует радиальная составляющая плотности тока. Однако снижение механических напряжений в такой обмотке по сравнению с ее пределом прочности $\sigma_0$ возможно лишь за счёт увеличения отношения внешнего радиуса обмотки $R_2$ к внутреннему $R_1$: $R_2/R_1 \approx exp(B_0/B_M)^2$.
При значении индукции магнитного поля $B_0=100$ Тл, предел прочности меди составляет $\sigma_0=10^9$ Па, что соответствует магнитному пределу прочности $B_M=50$ Тл, отношение радиусов $R_2/R_1=55$.
Последний раз редактировалось zykov 09 июл 2019, 13:41, всего редактировалось 2 раз.

zykov
Сообщений: 1005
Зарегистрирован: 06 янв 2016, 17:41

При помощи маленькой катушки создано рекордно мощное магнитное поле

Сообщение zykov » 09 июл 2019, 12:19

Видимо проблема давно изучена и хорошо известна.
Импульсные сильные поля получали задолго до сверхпроводящих катушек.
Так например П.Л. Капица ещё в 1923 получал импульсное поле в 500 килоэрстед (50 Тл).

nedokuril
Сообщений: 8
Зарегистрирован: 08 июл 2019, 21:01

При помощи маленькой катушки создано рекордно мощное магнитное поле

Сообщение nedokuril » 10 июл 2019, 10:24

zykov писал(а):Source of the post "Однако снижение механических напряжений в такой обмотке по сравнению с ее пределом прочности $\sigma_0$ возможно лишь за счёт увеличения отношения внешнего радиуса обмотки $R_2$ к внутреннему $R_1$"
Понимаю эту идею так : слой, ближайший к сильному полю, получает полное давление "изнутри" и тоже приличное давление "снаружи", за счет поля внешних слоев. В результате разрывающая сила на него будет меньше...
В фильме про эти 45 Т этот момент вроде бы не отражен и что-то совсем тонкое в руках ! Наверно прочная гильза снаружи - усилие на разрыв придется на гильзу, если обмотка плотно прижата к ней.
А импульсным соленоидам легче : они могут получать мощный, но краткий удар и гасить полученный импульс, обратимо деформируясь, не доходя до предела прочности. И потом долго остывая. :)


Вернуться в «Физика»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 4 гостей