2018-06-04 02:28:20

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超导体内没有电阻和焦耳耗能,因此一旦迭入电流,此电流就可以一直存在,其所产生的磁场也能在不外力做功的情况下永速保持。因此有一种电磁铁用超导体做螺线圈,这种磁铁就被成为超导磁铁。

基本信息

  • 中文名

    超导磁铁

  • 外文名

    superconducting magnet

  • 定义

    超导线圈构成的人工磁铁

  • 特性

    电流传输阻力为零无法传强大电流

  • 用途

    磁悬浮列车

  • 拼音

    chāo dǎo cí tiě 

折叠 编辑本段 简介

超导磁铁是指超导线圈及其维持低温容器的总称。超导磁铁是超导悬浮铁道的最重要的核心部件,车辆的推进、悬浮、导向力均由超导线圈产生。像永久磁铁一样,超导磁铁能提供稳定的磁场,并且超导磁铁还能提供一般永久磁铁所不能提供的高强磁场,这也是磁浮铁道采用超导磁铁的理由。由于高温超导体的开发,在液氮温度(78K)下产生超导现象,大大改善了超导材料的性能。但是,做为磁浮铁道采用的超导材料,高温超导材料在高强磁场下的临界电流等问题尚不能满足要求。

折叠 编辑本段 中国问世

2007年9月19上午8时,北京正负电子对撞机重大改造工程(BEPCⅡ)的大制粒子探测器北京谱仪超导磁铁成功达到1万高斯(地球磁场的两万倍),电流达到3368安培,最大储能达到1000万焦耳,已达到设计指标。该超导磁铁由中科院高能物理所自主研制。是北京谱仪的关键部件之一,主要包括超导线圈、低温恒温器、冷物质及电磁力悬挂支撑结构和阀箱等。

折叠 编辑本段 应用条件

以磁悬浮列车的为例,说明超导磁铁的应用条件。

超导磁浮铁道应用的超导材料及其构成的磁铁应满足如下条件:

①能产生有效的推进力、悬浮力和导向力。

②在接近和离开地面设备状态时,能在永久电流方式下工作。

③作为车载设备,应重量轻,体积小。

④为具备良好的电气性能,超导线圈与冷却容器外壳表面的间隔尺寸要小。

⑤为减小车载冷却设备的工作负荷,要有良好的隔热层。

⑥为防止运行中机械与电气的干扰, 要有足够的机械强度和稳定性。

折叠 编辑本段 应用

制作超导磁铁,不单单是个磁性材料的问题,这方面的内容很难短篇说明清楚。由于这方面的内容在磁性应用上是很有意义的,因此特作简单说明。用装有铁芯的电磁铁,获得2(特斯拉)以上的磁通密度(1.6X10'安培/米的磁场)是相当不容易的。假如用绕有超导线圈的空心螺线管,可以获得约3~15(特斯拉)的高磁通密度,这种装置主要用在研究工作中,如氢气云雾室、MHD发电,电子显微镜、核磁共振,封闭等离子体(核聚变发电)等方面。如果使火车达到500千米的时速,可以采用磁悬浮的方法,把列车悬离地面,只要进行一次性驱动,火车就可以连续地向前推进。实现这种方案的关键,是采用超导磁铁。

折叠 编辑本段 特点

(1)在超导磁铁的线圈内电流传输阻力为零,可以传导普通导线无法传导的强大电流;

(2)能够产生高达十几特斯拉的强磁场,对大幅度提高核磁共振谱仪的灵敏度和分辨率极为有益,同时磁场的均匀性和稳定性也很好,是现代谱仪较理想的磁铁;

(3)场强高而稳定均匀。目前超导磁体谱仪一般在200N~00MG左右,最高可达600MG。

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