YBCO szupravezető gyűrűk és zárt hurkok új alkalmazási lehetősége

Átírás

1 PhD érekezés YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Kósa János PhD hallgaó BME VK, Vllaos Energeka Tanszék Téavezeő: Dr. Vada sván egyee anár Budapes 0

2 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Előszó A szupravezeők alkalazásának kuaásában ndg s kerese a szépe, az egyszerű, a szá. Úgy érze, egalála. Ez a unka száora kuaás, élény és szenvedély, folyan fogo a udoány rán alázaal. Tézse védésének dőponág nezeköz poszer előadásokon Karo, Chago, Ohrd kívül szóbel előadás arhaa arnaán, Bg Yalán, Bukaresben, Drezdában és Washngonban. Köszöneee feeze k Dr. Vada sván egyee anárnak, éavezeőnek a kuaóunkához bzosío nélkülözheelen feléelek egereéséér, agas színvonalú szaka anásaér, anulányuak bzosíásáér, elyek kereében x hee ölhee Jénában az PHT Kuaónézeben, valan x hee és x hee Kevben a zuperkeény Anyagok nézeében. Köszönö Dr. Dany József rekor úrnak és Dr. Belna Károly dékán úrnak, hogy a Keskeé Főskola GAMF Karán szupravezeős laboraóru kalakíásá elősegíeék, és hek unká eredényes elvégzésében. Köszönö Dr. Pnér sván főskola anárnak, valan kollégának unká zavaralan végzésének bzosíásá, ellyel ndg közelebb kerülhee élo egvalósíásához. Hálásan köszönö saládonak, feleségenek Gabrellának és lányonak llának az a sok áldozakész ürele, leondás, egérés és bzaás, elye kezdeekől fogva kapa Tőlük.

3 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Taraloegyzék. Bevezeés MUKÁMAT KVÁTÓ HPOTÉZ POBÉMA FEVETÉE, MEGODÁÁAK CÉJA, KÖÜMÉYE ZUPAVEZETŐ AYAG KVÁAZTÁA MUKÁMHOZ. 6. Tézsek kapsolódása egyáshoz.... Mágneses fluxus ávelének eléle és kísérle vzsgálaa szeparál vasag körök közö hurkos YBCO szupravezeővel.... DŐBE ÁADÓ MÁGEE FUXU ÁTVTEE.. HAGYOMÁYO DC FUXUTAZFOMÁTO..... F 050 ZUPAVEZETŐ HUOK ÁAM DŐ FÜGGVÉYÉEK VZGÁATA AZ ÁAM EMEATÁ FÜGGÉE.... VEZ MEGODÁ ÁTAÁO MEGODÁ EMÉET VZGÁAT MATEMATKA MODE ZEKUDE ODA EKVVAE MÁGEE EEÁÁ MEGHATÁOZÁA PME ODA EKVVAE MÁGEE EEÁÁ MEGHATÁOZÁA....4 ÁTAÁO MEGODÁ M DAAB ZÁT VAMAG HUOK EETÉBE...4 KÍÉET MUKA MÉÉ EEDMÉYEK EM ZUPAVEZETŐ ÁAPOTBA MÉÉ EEDMÉYEK ZFC HŰTÉE MÉÉ EEDMÉYEK FC HŰTÉE.. 0. DŐBE VÁTAKOZÓ MÁGEE FUXU ÁTVTEE..... MATEMATKA MODE DEÁ EET TEHEÉ ÉKÜ.... VAÓÁGO EET TEHEÉ ÉKÜ MÁGEE EEÁÁA MEGHATÁOZOTT MODE TEHEÉ EETÉ EGYFÁZÚ CATOT KÖÖ MATEMATKA MODE É VAMO HEYETTEÍTŐ KÉP. 9.. GAZOÁ MÉÉE TÉZ Önkorláozó ranszforáor ú ípusa MEGVAÓÍTÁ FUXUÁTVTEE F 050 ZUPAVEZETŐ AKAMAÁGÁAK VZGÁATA 50 HZ-E FUXUÁTVTE CÉJÁBÓ EGYFÁZÚ ÖKOÁTOZÓ TAZFOMÁTO KÍÉET EEDMÉYE HÁOMFÁZÚ ÖKOÁTOZÓ TAZFOMÁTO KÍÉET EEDMÉYE MEGVAÓÍTÁ AKTÍV MÁGEE ÖVDZÁA EMÉET VZGÁAT AKTÍV MÁGEE ÖVDZÁ ÁAPOTA AKTÍV MÁGEE ÖVDZÁ ÁAPOT MEGZŰÉE MÉÉE TÖTÉŐ GAZOÁ KÉTOZOPO TAZFOMÁTO MÉÉ EEDMÉYE ÁAM-ÖKOÁTOZÁ KMUTATÁA TÉZ

4 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 5. Ké Tesla ágneses ndukó előállíása 8 -es légrésben geresző ekersek eserséges hűése nélkül YBCO öb szupravezeők felágnesezésére A MUKÁT KVÁTÓ DÍTÉK ZMUÁCÓ EEDMÉYEK COMO MUTPHYC ZOFTVEE ÁADÓ GEJEZTÉ EETE VAMAG PÓUOK KÚPZÖGÉEK FÜGGVÉYÉBE ÁADÓ ÁAMŰŰÉG EETE VAMAG PÓUOK KÚPZÖGÉEK FÜGGVÉYÉBE MÉÉ EEDMÉYEK AKAMAZÁ YBCO ZUPAVEZETŐ TÖMBÖK FEMÁGEEZÉÉE TÉZ Ú udoányos eredények TÉZ TÉZ TÉZ Tézsek sarokpona, krérua TÉZ KÖÜHATÁOÁA TÉZ KÖÜHATÁOÁA TÉZ KÖÜHATÁOÁA Tovább kuaás feladaok TÉZ FOYTATÁA TÉZ FOYTATÁA TÉZ FOYTATÁA Függelék A ZUPAVEZETŐ AYAGOK ÖVD TÖTÉET ÁTTEKTÉE E TÍPUÚ ZUPAVEZETŐ AYAGOK AACOY HŐMÉÉKETŰ -E TÍPUÚ ZUPAVEZETŐ AYAGOK MAGA HŐMÉÉKETŰ -E TÍPUÚ ZUPAVEZETŐ AYAGOK ÁTAAM KFEJEZTETT MEGMUKÁÁ TECHOÓGÁK MMÁVZE ÖBÍTÉ TECHOÓGA MEGMUKÁÁ FOYÉKOY TOGÉBE HAGYOMÁYO FUXUTAZFOMÁTO DOKTO MUKÁMHOZ KÖZVETEÜ EM KAPCOÓDÓ ZUPAVEZETŐVE VÉGZETT MUKÁK VÁZATO METETÉE POKTÁYO YBCO TÖMB EGYÁTÁA ZTEEÉE, AJTOÁ YOMÁ VZGÁATA VÁTÓVA KÉZÍTETT EBEGŐ VOAT MODEJE EGYOO MÁGEPÁYÁVA MEGTATOTT KOFEECA EŐADÁOK ODAOMJEGYZÉK

5 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége. BEVEZETÉ A bevezeésben a unkáa kváló probléafelveés és egoldáshoz vezeő ú néhány ováóá és körülénye ado eg.. MUKÁMAT KVÁTÓ HPOTÉZ A fluxus állandóság elvével a sakus és válozó ágneses ér eddg ne alkalazo úon örénő ávele leheséges egyással ne érnkező szeparál vasag körök közö YBCO szupravezeő gyűrűk és hurkok alkalazásával. Így ú ípusú alkalazások öhenek lére. Mováó: A hpoézs gondolaa ár korábban, 989-ben egfogalazódo benne, akor kezebe kerül az első polkrsályos YBCO öb, de gaz leheőséghez, gondolao egvalósíásához az egyeeen végze dokor unká során uoa. zándékoa ovább erősíee, hogy 998-ban a ezeköz zupravezeőpar 7. Csúsalálkozóán a kövekező kelenés hangzo el, ellyel én s nagyon egyeéree: uperonduvy ong o arke. A szupravezeés közeledk a pahoz. [] zupravezeő kuaása, lleve dokor unká során ez a gondola vezérel, és nagyon koolyan vee az eléle, a gyakorla és a pa gény egységé. Az, hogy a szupravezeők kuaása és alkalazása anapság ennyre közel kerül az par alkalazásokhoz, elz a szupravezeő gyárók egyre nagyobb ábora. éhánya egelíve, például: uperpower n., nnova uperonduor Tehnology Co., d. nnot, Aeran uperonduor, exans, Bruker Corporaon, Japan uperonduor Tehnology, n., POBÉMA FEVETÉE, MEGODÁÁAK CÉJA, KÖÜMÉYE A szupravezeők alkalazásának kuaásában ováó ne az vol, hogy olyan unká végezzek, aér dokor fokozao adnak, hane az, hogy unká révén egérdeele a fokozaszerzés. Ez a unka száora kuaás, élény és szenvedély, folyan fogo a udoány rán alázaal. A probléa felveése óa 989 szándékoban áll egy ú szupravezeős alkalazás lérehozn. Gondolao egvalósíásánál gyekeze a agas hőérsékleű szupravezeők MH álal nyúo előnyöke kedvezően khasználn, és így a ól ser fluxusállandóság elvén ú alkalazások leheőségének léogosulságá gazoln. A fluxusállandóság elvére száos szakrodal unkában hvakoznak [], [], [4], [5]. A sznkron gépek zárlaszáíásánál használaa elered [6]. Az seree alkalazásokra ég ne kerül sor se sakus, se válozó vagy válakozó ágneses ér eseén. Többek közö beuao, hogy a szupravezeő gyűrű vagy 5

6 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége zár hurok elenlée hogyan befolyásola az dőben állandó és dőben válozó fluxus ávelé ké egyással ne érnkező vasagkör közö. A gondola egszüleésének pllanaáól kezdve élonak űze k, hogy nezeköz vszonylaban s ú készüléke felesszek. sereek olyan egoldásoka, elyekkel önkorláozó ranszforáor egvalósíhaó. Ckke elenek eg az EEE Transaon on Appled uperonduvy -ben [7], [8]. Ezekben a kkekben seree kuaás eredények volak az előzénye azoknak a unkáknak, aelyek leheővé eék az, hogy 009-ben Bukaresben a 6. Japán Mederrán Konferenán és Európa legnagyobb szupravezeős konferenáán Drezdában a EUCA 009 -en szóbel prezenáó arhaa. Különösen büszke vagyok, hogy háro kke egelen a European uperonduvy ews Foru EF honlapán [7], [8], [9], és ezek közül ké kke beválogaásra kerül az EF ene and Tehnology ews oldalára [7], [9].. ZUPAVEZETŐAYAG KVÁAZTÁA MUKÁMHOZ A szupravezeő anyagok rövd öréne áeknése, aely a lényeg alapá képez az anyagválaszásnak, a függelék 9. feezeében eknheő eg. észleesebben Yukkazu wasa könyvében [0] s olvashaunk korszerű sereeke valan ndg frssíe, akuáls nforáóka Vada sván elekronkus egyee egyzeében BME Vllaos Energeka Tanszék [] a éában. A szakrodalo részlees áanulányozása uán anyagválaszás dönésee a kövekező ények haározák eg. A kísérleeke alasony hőérsékleű -es ípusú szupravezeővel, például bt-vel ne végezhee, vel a folyékony hélual örénő hűés kölségesnek űn száora. A seppfolyós hélu ára a elen dsszeráó írásakor 4,5 EU + ÁFA / ler, és a legkevesebb vásárolhaó ennység 00 ler. A közepes hőérsékleű szupravezeő anyag, az MgB T 9 K, annak ellenére, hogy nenzív kuaások folynak vele az alkalazások erüleén [], [], [4], száora ne öhee száíásba, vel a folyékony nrogén forráspona 77 K. Hpoézse egvalósíásához, gyakorla gazolásához olyan szupravezeő anyago kelle válaszano, aely könnyebben beszerezheő, és szupravezeő állapoba hozása folyékony nrogénnel egvalósíhaó. Így a válaszhaó anyagok lsáa szűkül. Továbbakban a bzu alapú BCCO szupravezeő felhasználásá azér ne válaszoa, er E J karakerszkáa kedvezőlen az sereésre kerülő alkalazásoknál, ugyans nns éles áenee a szupravezeő állapoból norál állapoba. A szupravezeőke az E J U elleggörbével ellezk. Egy lye láhaunk az. ábrán. E U ΔJ ΔJ Δ Δ E 0 ; U 0 μv/ ; J J,.. ábra. E J U karakerszka 6

7 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Az alasony hőérsékleű szupravezeők AH eseében Δ és Δ az krkus ára néhány százaléka, íg a agas hőérsékleű szupravezeők eseében MH ez az érék a krkus ára nagyságrendébe esk. Ugyanakkor az MH anyagokon belül s különbség alálhaó az anyag gyárásehnológááól függően. YBCO anyag eseén az E J karakerszka eredekebb, n BCCO eseében, azaz J ksebb éréke ad. Válakozó J áraok eseében a fluxus ozgása sznén befolyásola az E J elleggörbé. Ez azonos felépíésű anyagok eseében s különböző, ha ások a geoera adaok. Meg kell elíen, hogy válakozó ára eseén ne krkus áraról beszélünk, hane bllenés áraról. Válakozó ára alkalazásakor ndg van veszeség az anyagban. Ha egy szupravezeő szalag szupravezeő réege egyre vékonyabb, akkor a válakozó áraú alkalazás b bllenés ára éréke közelí az egyenáraú alkalazásoka ellező krkus árahoz. Ez egy szupravezeő gyáróval uperpower n. örén szeélyes egbeszélésen egerősíeék. Mvel az YBCO alapú szupravezeők E J karakerszkáa eredekebb, n a BCCO alapúé, ehá élesebb áeneel rendelkezk, úgy dönöe, hogy YBCO alapú szupravezeővel végze a unká. A szakrodaloban az E J karakerszka analkus egadása kéféle ódon szokásos. Az exponenáls. egyenle, lleve a kevős forula. egyenle. E J U elleggörbe közelíése a kövekező: J J0 J0 exponenáls E E e,. 0 kevős J n E E.. 0 J 0 záora ne az vol a lényeges kérdés, hogyan zalk le a fluxusozgás a szupravezeőben, hane az, hogy lyen elleggörbe ada eg az U karakerszká. Későbbekben lán foguk, hogy a karakerszka felírásához a gyáróól kapo adasor használo fel. A gyárók álal készíe anyagok uladonsága a gyárásehnológából eredően ksebb érékben elérnek egyásól, de ez ne akadálya annak, hogy a probléá egységes eléleel kezeln uduk. zupravezeőkből készíe zár hurok vagy gyűrű fluxusának egarásakor a szupravezeők relaxáós dee ala a fluxus sökken, de ez kapsolaos a korábban seree U nelneárs karakerszkáával. Ezér a gyűrű vagy zár hurok eseében vzsgáln fogo a nelneárs karakerszka álal eghaározo árasökkenés, aely egy gyűrű vagy hurok álal egaro fluxus sökkenésé eredényez. Mvel YBCO alapanyago válaszoa, így ké leheősége adódo. Először az YBCO öbből készíe gyűrű, ásodszor YBCO huzalból készíe zár hurok. Mnd a öbből készíe gyűrű, nd a szalagszerű vezeőből készíe ekerseke prakkusan lehe felhasználn szupravezeős zárla árakorláozók MH ZÁK [5], [6], [7], szupravezeős lendkerekes energaárolók [8], [9], szupravezeős vllaos forgógépek [0], [] valan ME energaárolók [], [] egvalósíásánál s. Azok a szupravezeős alkalazások, aelyeke erveze, élere hívák az olyan ellegű feladaok egoldásá s, aelyek leheővé eék száora a rdeg és örékeny réeges felépíésű öb szupravezeő anyagok, gyors és gazdaságos egunkálásá, vágásá, fúrásá, valan gazdaságos felágnesezésé alkalazások, lleve eszelések élából. Élere hívák olyan feladaok egoldásá s, aelyek segíségével szalag szupravezeőből ökéleesen zár 7

8 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége hurko uda készíen. A eszelés gényé pedg a egunkálások uán ellenőrzés, lleve a szupravezeő beépíése elő repedés vzsgála váloa k. A eszeléshez ezér erveze és készíee egy gazdaságos kvelezésű 8 -es légrésben T ágneses ndukó előállíó sakus felágnesező a geresző ekersek eserséges hűése nélkül, ely alkalas YBCO öbök felágnesezésére. A unkához ezeke a feladaoka s eg kelle oldano, vel a kísérleee ezek hányában ne uda volna elvégezn. Az első lépéseknél alkalazo 5 áérőű és 9 x 9 -es 5 agas YBCO szupravezeő öböke a née PHT Kuaó nézeől kapa. A kapo YBCO öb krkus árasűrűsége J 0000 A /. Keénysége a Mohs-féle keénység skálán a 4-5 fokoza közö vol. Ezeke a örékeny öböke saá feleszésű ehnológával unkála eg az alkalazások száára. Az álala alkalazo és kfelesze egunkálás ehnológa nezeköz publkáóval sznén lefede, de a egunkálás ehnológából ézs ne készíee, alkalazása vszon a unká elvégzéséhez nélkülözheelen vol. Az.,. és.4 ábrán néhány kndulás és egunkál YBCO öbö láhaunk. A függelék 9. feezeében a kfelesze egunkálás ehnológáról néhány érdekessége olvashaunk, például az YBCO öb folyékony nrogénben örénő kfúrásáról [4], elye környezebará ehnológának eknheünk. Az YBCO öbök axáls éree sanos korláosak, és ez alkalazás probléáka ve fel. Az előállíás ehnológa nehézsége a 50 -nél nagyobb áérőű, 5 -nél agasabb öböke rkán készíenek... ábra. Megunkál YBCO öbök.. ábra. Megunkál YBCO öbök 8

9 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége.4. ábra. Gazdaságos YBCO öb egunkálás Későbbekben leheősége vol dolgozn szupravezeő szalaggal, így eszőleges éreű hurkoka állíhaa elő. Ezeke forraszás nélkül készíee az erre a élra sznén álala kfelesze ehnológával, eredényül 00% folyonosságú szupravezeő hurko áll rendelkezésre. A egoldással ne szakad eg az μ vasagságú YBCO szupravezeő réeg a 0,05 vasagságú közel 0 réegből álló szalagvezeőben. Első alkaloal pa áron skerül beszerezn 0 hosszú G-s ásodk generáós YBCO szalago F 050 a ew York- uperpower n.-ől. Másodk alkaloal az eredények feluaása uán, elye Drezdában a EUCA 009 Konferenán seree szóbel előadásban, ár kedvezényes vásárlás leheőség kínálkozo a uperpower n.-ől. Ebből a szalagszerű vezeőanyagból készíe forraszás nélkül és 5 eneű zár hurko az.5 és.6 ábrán láhaunk. Megelíe, hogy az.5 és.6 ábrán láhaó széles szupravezeő szalag krkus áraa a gyáró adaa szern 8A..5. ábra. Ké ene párhuzaosan YBCO szalagból 9

10 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége.6. ábra. Ö eneű soros YBCO ekers forraszás nélkül búao ekerseléssel Érdees egelíen, hogy MgB anyaggal s kísérleeznek vllaos gépek gyárása erüleén [5]. probléá a hűés elen, lleve az MgB anyag keénysége. Krkus hőérséklee T 9 K. Megunkálása nehéz, vel a keénysége a Mohs féle skálán érékelve, a gyéán keénységéhez közel. Próbavágás és sszolás lyen anyagon s végeze [6]. Egy vágo MgB ná beuaok az.7 ábrán, nden koenár nélkül..7. ábra. Megunkál MgB nadarab 0

11 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége. TÉZEK KAPCOÓDÁA EGYMÁHOZ YBCO szupravezeő gyűrűk és hurkok ú alkalazás leheősége. ézs Mágneses fluxus ávele szeparál vasagkörök közö hurkos YBCO szupravezeővel eléle és egvalósíás dőben állandó fluxus ávele dőben válozó fluxus ávele. ézs Önkorláozó ranszforáor ú ípusa eléle és egvalósíás dőben válozó fluxus ávelének elvével Akív ágneses rövdzár elvével eléle és egvalósíás. ézs Tesla ágneses ndukó előállíása 8 légrésben a geresző ekersek eserséges hűése nélkül YBCO szupravezeő öbök és gyűrűk egunkálás uán repedésvzsgálaának ellenőrzésére szuláó és egvalósíás YBCO öb egunkálása Tökéleesen zár YBCO hurok készíése szalagból Alkalazás leheőségek előkészíése

12 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége. MÁGEE FUXU ÁTVTEÉEK EMÉET É KÍÉET VZGÁATA ZEPAÁT VAMAG KÖÖK KÖZÖTT HUKO YBCO ZUPAVEZETŐVE A feezeben a ágneses fluxus ávelé vzsgálo egyással ne érnkező, szeparál vasagkörök közö hurkos YBCO szupravezeővel. Eléle és kísérle vzsgálaokkal gazolo az állandó és válakozó fluxus ávelé.. DŐBE ÁADÓ MÁGEE FUXU ÁTVTEE dőben állandó fluxus áveléhez a hagyoányos fluxusranszforáor eseében sorosan köö szupravezeő ekerse használnak. Eseeben hurokkal valósío eg az ável... HAGYOMÁYO DC FUXUTAZFOMÁTO Fluxus ranszforáorra a QUD-ek alkalazása erüleén ég a agas hőérsékleű szupravezeők egelenése elő alálunk példáka [7]. Mvel a QUD-ben az érzékelő szupravezeő gyűrű árnyékoln kell a külső zaok ellen, szükség van egy olyan elrendezésre, aely az érzékelő ekers ágneses eré bevsz az árnyékol érbe a szupravezeő gyűrű közelébe helyeze elekers segíségével. Ezekben a egoldásokban ké sorosan köö szupravezeő ekers fluxus vszonyaról van szó abban az eseben, ha a ké ekers olyan ávol van egyásól, hogy elhanyagolhauk a kölsönös ndukvás a ké ekers közö. Ez az úgyneveze fluxusranszforáor. A fluxus ranszforáorról bővebben a függelék 9. ponában olvashaunk... F 050 ZUPAVEZETŐ HUOK ÁAM DŐ FÜGGVÉYÉEK VZGÁATA Az ável uladonsága függnek az alkalazo szupravezeő E J karakerszkááól. Célo a gyáóól kapo adaok alapán vzsgáln ebből az anyagból készíe zár hurok fluxusegaró képességé.... AZ ÁAM EMEATÁ FÜGGÉE A egvalósíás felé vezeő úon első elvégzendő felada a rendelkezésere álló F 050 szupravezeő [8] ára-dő függvényének egadása, ha a szupravezeő szalag 0 kezde áraal rendelkezk. Álalános eseben egy zár gyűrűben. ábra lérehozo 0 kezde ára dőbel sökkenése a. egyenle egoldásakén a. egyenleel adhaó eg [9]. g.. ábra. Vllaosan vezeő gyűrű ágneses érben A. egyenle vszon sak akkor gaz, ha az ellenállás éréke függelen a raa áfolyó áraól, azaz lneárs összefüggés van az ára és feszülség közö: d vsszaha. d d d g,.

13 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége belső külső << külső közelíés alkalazva, d dg,. d d 0 exp 0 exp.. külső Ha 0, akkor 0 0, a 0 dőaroányban. 0 eseén a szakrodaloban.4 egyenle foráában adák eg a fluxusállandóság összefüggésé [0], ahol A = a hurok álal bezár felüle, feléve, hogy B g eloszlása hoogén. dbg d A külső..4 d d negrálva a.4 egyenlee, a kövekező eredényre uunk:..5 g külső CO UP CO deáls eseben, azaz nulla ellenállás feléelezve a hurok áraának ágneses haása a zár hurokban arányosan és 80 -os fázsolással reagál a külső fluxus egválozására. Mvel az álala használ F 050 szupravezeő szalag karakerszkáa nelneárs, ezér a.4 egyenle ne alkalazhaó egy kezde áraal rendelkező, agára hagyo szupravezeő gyűrű eseében. Egyenáraú vzsgálanál, állandósul állapoban ne eknheünk el a sökkenő ára a bekövekező ellenállás válozásáól, er akkor nagyságrend hba adódha a fennaradó ára dő függvényében. Az eléle vzsgálanál a szupravezeő huzal áraól függő nelneárs karakerszkáá exponenáls függvénnyel. vesze fgyelebe, vel az álala használ anyag karakerszkáa nkább exponenáls ellegű, n a szakrodaloban használ ásk közelíés fora, a kevős közelíés.. Az egyenle felírásakor a szupravezeő áraá s -el elölö. d d külső nelneár s,.6 s e nelneárs s,.7 külső d d C e C C,.8 ahol: a szupravezeőhuzal ellenállása a krkus áranál, az anyagól függő állandó.

14 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A anyagól függő állandó éréké a ew York uperpower n.-ől kapo adaok alapán haároza eg a érés adasorokra llesze exponenáls függvénnyel közelíve. A kapo adasorból anyagállandó éréke 0.05 és 0.04 közé veheő. A.8 egyenle egoldásánál ké érde ké kérdésre keresheünk a válasz:. Menny dő úlva sökken egy eszőlegesen egado érékre ado egy agára hagyo szupravezeő hurok áraa, ha ado a kezde áraa? Az anyagok összehasonlíása élából prakkus a kezde áranak a krkus árao eknen. Erre a kérdésre az nverz egoldás ada eg a válasz.. Mekkora lesz a gyűrű áraa egy ado dő elelével, ha adva van egy eszőleges kezde ára? Erre az álalános egoldás ada eg a válasz.... VEZ MEGODÁ Az nverz egoldás az dőara eghaározására esz leheővé. A vzsgálanál az exponenáls közelíés. alkalaza. C d C külső C e,.9 d e külső C C d d,.0 C C C e d C C C e e d,. e e C d C d,. ado C e d 0 C d,. e 4 n u u u u u e u...,.4 u0 n!!! 4! u,.5 C e C C! C! C 4! C 4...,.6 4

15 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége !!! 4 4 C C C C e C,.7 ado ado C C C C C d e ln Felhasználva a. egyenlee: ado C C C C külső C e ln ,.9 ado C C C C külső e ln A felhasznál exponenáls sorfeés konvergens. Eseünkben a konvergená a sorfeésnek a agasabb rendénél láhauk, vel a éréke vszonylag ks 0,05, ezér az lyen forában egado összefüggésnél, hogy ponos éréke kapunk, a sorfeésnek nagyon agas rendég el kell enn. Ez a probléa ugyan egoldhaó, de élravezeőbb az álalános egoldás.... ÁTAÁO MEGODÁ A vzsgálanál az exponenáls. egyenlee vee fgyelebe. A.8 egyenlee egy eszőleges aeaka szofverrel egoldva egkapuk az álalános egoldás, aely egada, hogy egy eszőleges kezde áraú agára hagyo hurok áraa lyen lesengő dőfüggvénnyel rendelkezk. Tehá egondhaó, hogy egy eszőleges dő elelével ekkora a gyűrű áraa. Például nézzük az a ké esee, akor a hurok kezde áraa a krkus áraal, lleve ásodk eseben annak felével egyezk eg. Megelíe, hogy krkus áranak ekne az MH agas hőérsékleű szupravezeő ne lneárs E - J U karakerszkáa a a űszak éleben bevezee, és nezeközleg elfogado konvenós éréke. Jelenleg elfogado konvenó, hogy krkus áranak eknük az az árao, aely az anyagon -es hosszon μv feszülsége hoz lére. A szupravezeő ekkor ne Messner, hane kever állapoban van. A gyárók ez adák eg erékeknél, és ez ne a fluxus egarására vonakozó kréruo elen, a véleénye szern helyesebb egállapodás lenne. Alkalazva a Maab szofver, a.8 egyenle egoldására a. és. ábrán láhaó eredényeke kapuk egy egado paraéerezés eseén: 0,05. ára, kezde 00 A, H, 0, C C

16 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége s [A] 0 =.. ábra. A agára hagyo hurok áraának dőfüggvénye, ha 0 = C s [A] 0 = /.. ábra. A agára hagyo hurok áraának dőfüggvénye, ha 0 = / A. és. ábrákból láhauk, hogy a szupravezeő huzal az elíe érelezésű krkus ára eseén sak a krkus áraánál ksebb árao ud náls sökkenéssel egaran. Tehá sak a krkus áranál ksebb árao alkalazhaunk a fluxus egarásá hosszabb deg génylő egoldásoknál az MH anyagoknál. Az álalános egoldás elvégeze a kevős. egyenle felhasználásával s. J E n E, J U n U,. U U U n n U n, n,. n,. ds d s n, ahol, szupravezeő áraa..4 s s 6

17 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 7 d d s n s s,.5 d d s s n s n,.6 d s n s n,.7 n n s n,.8 kezde érék eghaározása:, n s n n.9 n n s n,.0 n n s n,. n s n.. Maple 4 szofverrel kszáola ugyanazon paraéerekkel, n az exponenálsa Maab-bal. Az adódo k, hogy 8 n eseén közelíőleg azonos az áraérék sökkenése 000 szekundu ala ndké eseben. A prograban az ellenállás éréké Ω-ban, az ndukvás éréké H-ben, az ára éréké A-ban ada eg. a krkus árahoz arozó ellenállás éréke. A Maple 4 progra az adaok egadásával:,,,,,. Megoldás: > >

18 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Az exponenáls Maab eredény a. ábrán láhauk. A kövekező száolásnál a kezde érék a krkus ára fele vol.,,,,,,. > > Az ehhez arozó exponenáls forulával egado Malab eredény a. ábrán láhauk. 8

19 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége.. EMÉET VZGÁAT Az álala vzsgál elrendezés ne azonos a QUD-nél alkalazo fluxusranszforáor egoldással, vel sak gyűrű vagy hurko használa sorba köö ekers helye, és így valósíoa eg a ágneses saolás ké szeparál vasag kör közö. Arra kerese válasz, hogy lehe-e db hurokkal a fluxusállandóság elvének felhasználásával eddg ne alkalazo ódon ú berendezés űköden. Arra gondola, aennyben sakus ágneses érre vonakozóan pozív eredények lesznek, akkor válakozó ágneses ér eseén s ú berendezéseke lehe lérehozn ezen elv használaával. Dokor unká során az eléleere keresendő gazolás a.4 ábrán láhaó elrendezéssel vzsgála. Az ábrán ól láhaó, hogy a szupravezeő gyűrű álal haárol felüleen a fluxusállandóság elvének elesülése a ké egyással ne érnkező vasagkörben a hurkon belül ellenéesnek kell lenn a kalakul fluxusoknak. Ez ég önagában véve egy erészees dolog, de az ne vol nylvánvaló száora sak seee, hogy ez ad fel s lehe használn. Ennek eldönésére, vzsgálaára eléle és gyakorla vzsgálaoka végeze. folyékony nrogén 4 = G egyenára Prer vasagkör G zekunder vasagkör = UP UP lev. G YBCO UP Hall szondák adagyűő száíógép.4. ábra. Az dőben állandó ágneses fluxus ávelének érés elrendezése, elv vázlaa YBCO gyűrű felhasználásával Jelölések: G a geresző ekers álal lérehozo fluxus a prer vasagban; UP a gyűrű áraa álal lérehozo fluxus a prer vasagban; UP a gyűrű áraa álal lérehozo fluxus a szekunder vasagban; UP lev a gyűrű áraa álal lérehozo fluxus a levegőben; az eredő ágneses fluxus a prer körben; az eredő ágneses fluxus a szekunder körben; a prer vasag kör ágneses ellenállása; a szekunder vasag kör ágneses ellenállása; a prer ekers eneszáa. G 9

20 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A.4 ábrán láhaó elrendezés eseén a fluxusok közö összefüggés a. -.5 egyenleek uaák: G UP UP lev,. G,.4 UP..5 UP... MATEMATKA MODE A odellben a kövekező közelíéseke alkalaza: a vasagnak nns szór ágneses ere; a fluxus a vasagban egyenlees eloszlású; a vasag a B H elleggörbe lneárs szakaszán üzeel; 4 a szupravezeő gyűrű vagy hurok áraa ksebb, n a krkus áraa ; 5 a gyűrű vékony falúnak éeleze fel, így elhanyagolo a fluxus ozgásából eredő veszesége a szupravezeő anyagban. A gereszés örvényből a prer vasag zár görbéére, ha a szupravezeő hurok álal a levegőben lérehozo fluxus elhanyagoluk 0 : UPlev G G UP l H dl, G G UP..6 A gereszés örvényből [], [], [], [4] a szekunder vasag zár görbéére: UP UP H dl,..7 l Ha fgyelebe vesszük a szupravezeőnek a levegőben lérehozo fluxusá, akkor eredényünk a kövekező: G UP UP UPlev,.8 G G UP,.9 lev UP..40 lev G G lev lev Ha, ehá nns szekunder vasag, akkor: UP G G lev G lev l lev lev lev..4 0

21 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Ha UP és, akkor lev G G lev G G l GG lev l..4 lev lev ar. lev lev Ha alkalazzuk az a közelíés, hogy lev, és van szekunder vasag, akkor UP G lev G l lev lev lev..4 A.4 egyenlenél fgyelebe kell venn, hogy ha pozív, akkor G UP < 0. áhauk, hogy a prer és szekunder vasag körök ágneses ellenállása elenős szerepe ászanak a szupravezeő áraának nagyságában. Például a prer vasaggal egegyező ágneses ellenállású szekunder vasag prer vasagól örénő szeparál elhelyezése a gyűrűben felére sökken a szupravezeő gyűrű áraá. Ez leheősége ad arra s például, hogy passzív ódon befolyásoluk egy szupravezeős zárla árakorláozó akválás áraá, de ez nagyobb veszesége s elen egyúal.... ZEKUDE ODA EKVVAE MÁGEE EEÁÁ MEGHATÁOZÁA zekunder oldal ekvvalens ágneses ellenállásnak.45 az a ágneses ellenállás ekne, aellyel a prer gereszés eloszva egkapuk a szekunder oldal vasagban a ágneses fluxus nagyságá.5 ábra. szupravezeő G G lev lev G G lev lev G G ekv, lev G G lev lev ekv lev Ha lev, akkor ekv.46 ϕ G G lev.5. ábra. zekunder oldal fluxus száíásának helyeesíő képe

22 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége... PME ODA EKVVAE MÁGEE EEÁÁ MEGHATÁOZÁA Prer oldal ekvvalens ágneses ellenállásnak.48 egyenle az a ágneses ellenállás ekne, aellyel a prer gereszés eloszva, egkapuk a prer oldal vasagban a prer oldal eredő ágneses fluxus nagyságá.6 ábra. G G G lev szupravezeő lev G lev, G lev G lev lev.47 ekv lev..48 ϕ G G lev..6. ábra. Prer oldal fluxus száíásának helyeesíő képe Ha lev, akkor ekv..49 áhauk, hogy aennyben lev, a prer oldal ekvvalens ágneses ellenállás egegyezk a szekunder oldal ekvvalens ágneses ellenállással. ekv..50 ekv EKV Ebben az eseben a prer és szekunder fluxusok éréke a kövekező összefüggéssel adhaó eg:..5 G G G G EKV

23 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége...4 ÁTAÁO MEGODÁ M DAAB ZÁT VAMAG HUOK EETÉBE Aennyben a szupravezeő hurko M darab vasag hurkola á és ebből K darab kap külső gereszés, akkor a szupravezeő áraá könnyen kezelheő forában a ágneses vezeés függvényében adhauk eg. Az elrendezés a.7 ábra uaa. K K H l H l l H K H K H M H K UP l M l l K K.7. ábra. Elrendezés vázla A gereszés örvény felhasználásával kszáíhaó nden egyes zár vasag fluxusa.56 fgyelebe véve, hogy a szupravezeő álal haárol felüleen a fluxus eredőben ne válozha eg: K l K H dl Λ Λ Λ,.5 UP M ahol Λ a ágneses vezeés, az egyes vasagokon lévő külső gereszések. UP K M Λ Λ..5 A K helye M-e s írhaunk, vel ha valaelyk vasagon nns külső gereszés, akkor az abból száíhaó fluxus összeevő s nulla. Így az álalános képle a kövekezőképpen alakul: UP M M..54 Terészeesen a kérékelésnél, n ndg, ügyelnünk kell a prer gereszések előelhelyes egadására.

24 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Mvel a szekunder vasoszlop sak a szupravezeő áraá foga körül, valaely eszőleges x-ndexszel elöl szekundernek eknheő gereszéssel ne rendelkező vasagban a kerese fluxus a kövekezőképpen száíhauk k: X M Λ UP ΛX ΛX..55 M Λ A prer gereszéssel rendelkező vasoszlop nd a gereszés áraá, nd a szupravezeő áraá áhurkola. Így valaely y-ndexszel elöl prer vasoszlop fluxusa erészeesen előelhelyesen összegezve a kövekező: M Λ y y y UP Λy y y Λ..56 M y Λ Aennyben nns prer gereszés az y ndexű vasoszlopon, akkor az 0. Így a.56 egyenle álalános összefüggésnek eknheő egy eszőleges száú zár vasag alkalazása eseén a keresendő zár vasag vashurok fluxus eghaározására. y y 4

25 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége..4 KÍÉET MUKA A éréseke szobahőérsékleen, lleve 77 K-en végeze réz és YBCO hurokkal...4. MÉÉ EEDMÉYEK EM ZUPAVEZETŐ ÁAPOTBA a A kísérle unka első részében a.4 ábrán láhaó érés összeállíásban a prer fluxus a prer gereszés álal válozaa és egy 4 bes felbonású adagyűő felhasználásával ére a prer és szekunder ágneses ndukó éréke a vasag légrésében. A.8 ábrán egy olyan szobahőérsékleű T = 9 K érés eredény láhaunk, akor a szupravezeő gyűrű szobahőérsékleű vol és a prer vasagban vszonylag nagyobb ágneses ndukó 0,8 T hoza lére. A grafkonból láhauk, hogy a prer vasag légrésében fellépő szór ágneses ér a szekunder vasag légrésében vele azonos rányú ágneses ere eredényez. B [T] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó [se].8. ábra. zobahőérsékleű érés során a szórásból eredő szekunder ágneses ndukó a légrés helyén b A.9 ábrán egy,5 -es kereszeszeű, szobahőérsékleű rézgyűrűvel hurkola á együesen a prer és szekunder vasagoka. Az ábrán láhauk, hogy a prer vasag fluxusának gyors válozásakor a szekunder vasagban a gyűrű áraa álal egelenk egy ellenées rányú fluxus, de ne ud fennaradn a gyűrű ellenállása a. B [T] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó [se].9. ábra. zobahőérsékleű érés vasag rézgyűrűvel A=,5 5

26 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A b ponban leír kísérlee egséele folyékony nrogénben. A.0 ábrán láhauk, hogy a szekunder vasag fluxusa valaelyes nagyobb, n szobahőérsékleen, de száoevően ez se ud fennaradn az dő függvényében, hába van folyékony nrogénben a vasag rézgyűrű. Folyékony nrogénben a réz ellenállása kb. /5-e, /8-a a szobahőérsékleűhöz vszonyíva. A réz övözése, szennyezése ez az éréke befolyásola. B [T] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó [se].0. ábra. Mérés eredény vasag rézgyűrűvel A=,5 folyékony nrogénben..4. MÉÉ EEDMÉYEK ZFC HŰTÉE a Első érésee YBCO öbből készíe gyűrűvel végeze ZFC Zero Feld Cooled hűéssel. A ZFC hűés az elen, hogy a szupravezeő gyűrű zéró ágneses érben hűöe le. Az alkalazo YBCO öb szupravezeőből készül gyűrű krkus árasűrűsége a öbö legyáró née PHT Kuaónézeől kapo ada szern a gyűrűben 000 A/ vol. A gyáróól kapo adaok szern az a öb, aből kfúra, 0000 A/ árasűrűséggel rendelkeze 77 K hőérsékleen a öb közepén, de ez az érék nd sugár rányban, nd az egykrsályosíással gyáro öb szupravezeő felső felüleéől a krsályosíás rányában haladva sökken. Így adódk k a 000 A/ -es érék. A.4 ábrán láhaó elrendezésben a gyűrű és vasag ellező geoera adaa az.-es ábláza aralazza. Egy ellező érés eredény láhaó a. ábrán. A prer gereszés áraá válozaa, és vzsgála a prer és szekunder vasagban a ágneses ndukó éréké... ábláza Geoera ellezők gyűrű külső áérőe gyűrű belső áérőe Adaok 9 8 vasag kereszeszee 00 légrés Hall-szonda részére gyűrű agassága vasoszlopok agassága vasagok ávolsága,

27 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége B [T] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó.. ábra. Mérés szupravezeő gyűrűvel A. ábrán ól kveheő, hogy a szekunder vasag fluxusa ndukó ére a szórásól eleknve, hűen köve ellenées rányban a prer vasag fluxusá. Egy ásk szupravezeő nán végze érés láhaunk a. és. ábrán. Megfgyelheük, hogy állandó külső gereszés haására, azaz állandó prer fluxus eseén a szekunder fluxus kb. 00 s dőnervalluban gyakorlalag ne válozk. A. ábrán láhaó érés eredény a. ábrán láhaó érés folyaása. B [T] [se] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó [se].. ábra. Mérés eredény hosszabb dőaroányban A. és a. ábrán láhaó éréseknél a szupravezeő öb áraa óval a krkus áraa ala vol, ehá az ohos ellenállása gyakorlalag ne befolyásola a gyűrű áraának fennaradásá, elye a korábban eghaározo.8 egyenle egoldásából láhaunk. 7

28 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége B [T] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó.. ábra. Mérés eredény hosszabb dőaroányban A öbb n 5 perg aró érés során gyakorlalag ne sökken a szekunder vasag fluxusa. A.4 ábrán nesak fluxus ngadozások és fluxus egarások láhaóak, hane a prer ellenées gereszésekor kalakuló szekunder fluxus rányválása s. Ez a érés egy úabb szupravezeő nával készül. B [T] [se] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó [se].4. ábra. Polarás válás a prer ekers gereszésében A.5 ábra olyan pllanao ua sznén egy ásk negyedk nán, akor a szupravezeő áraa a nelneárs elleggörbe szakaszán a nagyobb ellenállás a kezd sökkenn. Ennek az lesz a haása, hogy a prer gereszés fluxusa egyre obban be ud haoln a gyűrűbe, ugyanakkor a szekunder vasag fluxusa sökkenn kezd, er a gyűrű 8

29 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége áraá növekedő ellenállásának dsszpáós veszesége sökken. Tehá a gyűrű kezd elveszíen kezde fluxusá. B [T] prer ágneses ndukó szupravezeő állapoban U fluxusbehaolás, bllenés kezdee, nelneárs szakasz elérése szekunder ágneses ndukó szupravezeő állapoban [se].5. ábra. Fluxusbehaolás kezdee a gyűrű álal haárol felülebe b A ovább kísérleeke F 050 YBCO huzal felhasználásával készíee. Hasonló eredényekre uunk, n öb szupravezeő eseén, sak soros vagy párhuzaos hurkoka kell kalakíanunk, er darab hurok eseén ár ksebb gereszéssel elérheő az az árahaár, lleve annak egközelíése, akor a szupravezeő hurok ohos ellenállása az áraól függő nelneárs ellege a sökken a hurok áraának éréké. Több hurok eseében az ára ksebb, így ne érvényesül az ára kedvezőlen haása a nelneárs elleggörbe a. Az erede -es szalagszerű vezeő krkus áraa 8 A. Az ebből készíe darab zár hurok krkus áraa 59 A-ra adódk. A.6 ábrán 6 db párhuzaosan elhelyeze YBCO hurok bzosía a fluxus ávelé. B [T] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó [se].6. ábra. F 050 szalagból készíe hurok fluxusávele 9

30 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége..4. MÉÉ EEDMÉYEK FC HŰTÉE Az alábbakban láhaó FC Feld Cooled hűésű kísérleek öb szupravezeővel készülek. Az FC hűés az elen, hogy ágneses érben hűöe le a szupravezeő. A.7 ábrán láhaó érésnél a prer körre ado gereszés uán, azaz ágneses ér gyűrűn örénő áfűzése uán hűöe le a öb szupravezeő gyűrű 77 K-re. Ezuán a prer vllaos gereszés lesökkenee 0 A-ra. Haására a prer vasag körben sökken a fluxus, íg a szekunder oldalon fluxusnövekedés örén. A prer gereszés egszüneése uán kb. egyenlő nagyságú és rányú fluxusok alakulak k a prer és szekunder vasagban. A.8 ábrán a rendszer agára hagyva láhauk a érés eredény 500 s-g. ablan ara éréké nd a prer, nd a szekunder vasag fluxusa. B [T] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó [se].7. ábra. Mérés FC hűéssel B [T] prer ágneses ndukó szekunder ágneses ndukó befeeze a érés. [se].8. ábra. Mérés FC hűéssel a.7 ábrán láhaó érés folyaása 500 s-g 0

31 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A.9 ábrán láhaó érés eredény úgy kapa, hogy a hurkon áenő prer és szekunder vasagokban azonos rányban hoza lére a fluxusoka, ad ezuán hűöe le a szupravezeő gyűrű 77 K-re. Ezek uán egszünee a gereszéseke. A ágneses ndukó nd a ké vasagban 0,9 T kezde érékű vol. A 77 K-re örénő hűés uán ellenées rányú gereszés ada az egyk vasagra, így sökkenee annak fluxusá, így elődézve a ásk vasag fluxusának növekedésé. áhauk, hogy ez a kísérle s sablan űködö 500 T ndukó elérésekor. B [T] [se].9. ábra. Ké vasagos gereszés FC hűéssel A.9 ábrán láhaó érés bzonyía a prakkus alkalazás, hszen ha például T ndukóra van szüksége egy légrésben, külső gereszés nélkül s udo bzosían FC hűéssel. Az gaz előny vszon akkor elenkezk, ha például ezen az T ndukón szerenék válozan. e kell úra az ú éréknek egfelelően fluxusbefogás élából úrandían a folyaao, hane az elrendezés használva, az FC hűéssel előre beállío ndukó éréke az egyk vasagoldal gereszésével növelhee és sökkenhee. Az elrendezés ezér elen prakkus alkalazás.

32 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége. DŐBE VÁTAKOZÓ MÁGEE FUXU ÁTVTEE A kövekezőkben egado, hogy egy ásodk vasag elhelyezése.0 ábra, aelye sznén áhurkolunk a szupravezeő gyűrűn, hogyan befolyásola a gyűrű áraának dőfüggvényé. G sn UP = UP G sn YBCO.. MATEMATKA MODE.0. ábra. Vázlaos elrendezés Ké esee vzsgálok. deáls eseben a hurok ohos ellenállása nulla. Valóságos eseben pedg fgyelebe vesze a hurok ellenállásá.... DEÁ EET TEHEÉ ÉKÜ Ez azér vzsgálo, er az így kapo eredény összehasonlíás és egy ellenőrzés leheősége kínál ad a későbbekben a valóságos ese leírásá egadó dfferenálegyenle egoldásakor: sn G UP, UP Aennyben fgyelebe vesze, hogy a gyűrűnek vagy zár huroknak nns ohos ellenállása, ehá 0, akkor felírhao kndulás egyenlenek a fluxusállandóság elvé: G UP UP ágneses ellenállás ágneses ellenállás sn UP UP lev,.59 G G sn UP UP UP UP,.60 lev lev UP sn sn sn G G G G G G,.6 lev lev lev lev lev UP sn..6 G G lev lev lev

33 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége... VAÓÁGO EET TEHEÉ ÉKÜ A kövekezőkben egy hurok áraá ado eg egy perodkusan válozó külső ágneses ér haására az ellenállás függvényében. A elesség génye a a hurok áraának dőfüggvényé először egado dfferenálegyenle egoldással, ad az egyszerűbb forában koplex pedanával örénő száíással. A koplex pedanával végze egadás ód éla a dfferenálegyenle egoldásának ellenőrzése. a Megoldás dfferenálegyenleel Ado ohos ellenállással rendelkező gyűrű vagy hurok eseében a gyűrű vagy zár hurokára nagysága és fázselolódása függ a külső geresző fluxus paraéereől aplúdó, frekvena, a gyűrű vagy zár hurok ellenállás érékéől és az önndukós ényezőéől. ndukív zárla árakorláozók eseében darab zár vasag hurkola á a szupravezeő gyűrű. Az ndukív [5], [6], [7], [8] és rezszív zárla árakorláozóka [9], [40], [4], [4] nenzíven feleszk. Ezzel a éával száos szakrodalo foglalkozk. A kövekezőkben láhaó aeaka levezeésnek az s éla, hogy el uda dönen az F 050 szupravezeő szalag alkalasságá 50 Hz-en ké szeparál vasag közö fluxusávelre. Ehhez elegendő az a legkedvezőlenebb esee vzsgáln, akor a zár hurok ellenállása a bllenés árahoz arozó érékékkel egyezk eg. Ez kaalógus ada. Korábban az... feezeben az egyenára egarásá kfeező összefüggés egadásakor.6 az ellenállás nelneárs elekén kelle egadn, vel a fluxusegarás dőbel függése ez gényele. A osan vzsgálakor vszon elég sak az eldönen, hogy a bllenés árahoz arozó C érék aely egy konkré érék, a nelneárs görbének egy pona ennyre befolyásola a hurok áraá. Ez össze lehe hasonlían az deáls eseel. Álalános eseben egy zár hurokra felírhaó vllaosságan összefüggés a.6 egyenleben egado nhoogén állandó együhaós lneárs dfferenálegyenle feez k: külső d d UP dg UP, belső d << külső közelíés alkalazva,.6 Abban az eseben, ha a zár hurokba darab vasago helyezünk, akkor a szupravezeő huzal önndukós éréké az eneű szupravezeő és az ágneses ellenállással elleezheő vasag gyakorlalag eghaározza a.64 egyenle szern. UP darabvasag..64 Ha az ágneses ellenállással elleezheő vasag ellé egy ágneses ellenállású vasago helyezünk ugyanebbe a zár hurokba, akkor a zár hurok ndukvásá ár a ké ágneses ellenállás párhuzaos eredőe haározza eg, ha a zár hurok álal kfeszíe felüleen a vasagok elle levegőben a szór ágneses ere elhanyagoluk. darabvasag..65 UP Könnyen beláhaó, hogy a szupravezeő áraának eghaározása vasagkörös és vasagkörös egoldásoknál azonos eneű, sak az ndukvások éréke különbözőek.

34 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége d A.6 egyenleből képze hoogén egyenle g 0 eseén egoldása ada az d ára dőfüggésé abban az eseben, akor a gyűrű ellenállásának éréke állandó. Ennek a hoogén egyenlenek a egoldásá a.66 egyenle uaa: 0 exp 0 exp..66 d Abban az eseben, ha külső 0, akkor az 0 ne arad ovábbra állandó, hane dőben d válozk. Eseünkben ez az árao elölük A-vel. UP A exp..67 Ennek az áranak k kell elégíene az.68 egyenlee: d d UP dg UP..68 d A behelyeesíés és a dfferenálás elvégezve a kövekezőke kapuk: da d exp A exp A exp d d g,.69 da dkülső A A exp,.70 d d da d dkülső exp..7 d A ovábbakban az negrálandó kfeezésben a helye - írok, azér, hogy a felső negrálás érékkel ne legyen összeserélheő. Így ad a végeredényben szereplő árao a dő függvényekén adhao eg: ' dkülső A exp ' d' A0..7 d' ' 0 Ha külső ' sn ',.7 G dkülső ' d' os ',.74 G ' A exp ' G os ' d' A0..75 ' 0 4

35 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 5 Felhasználva a kövekező összefüggés: C bx b bx a b a ax dx bx ax sn os exp os exp,.76, ',, legyen x b a.77 így A érékére a kövekező adódk:, sn os exp 0 A A G G.78, sn os exp 0 C A G.79, sn os exp 0 C A G.80, os sn egyen és X.8, sn os os sn exp 0 C β β A G.8 0, sn exp C β A G.8. exp sn exp 0 C β A G UP.84 Ha, 0 akkor C 0 = konsans

36 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége UP UP G sn β C0,.85 G sn os β os sn β C0,.86 Mvel sn β X 0 és os β,.87 G sn C,.88 UP 0 G sn C,.89 UP 0 ahol C 0 fzka arala egegyezk az 0 kezde ára érékével. Ha 0 0, valan UP eredő ágneses, akkor UP G sn G sn, lev G UP eredő ágneses sn.90 UP G sn,.9 lev UP sn..9 G lev lev lev Ez egegyezk a.6 egyenleel. Ez ellenőrzésnek s eknheük. b Koplex pedanával örénő száíás eseén külső sn,.9 G külső u G os,.94 6

37 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége u e 0 e G,.95 Z ahol az pedana fázsszögé elöl. α α X Z e e,.96 u Z 0 e Z e 0 e,.97 0 os α..98 A.98 egyenlee áírva sznusz függvényre, valan a nevezőből - keelve, a kövekezőke kapuk: 0 0 sn 90 α 0 sn β ahol, an β,.99 és β a gyűrű vagy hurok veszeség szögé elen.... MÁGEE EEÁÁA MEGHATÁOZOTT MODE TEHEÉ EETÉ Ebben a feezeben az vzsgálo, hogy a szekunder oldalon elhelyeze ekers áraa hogyan befolyásola a szupravezeő gyűrűben vagy hurokban az árao. A. ábra uaa a vázlaos elrendezésé a fluxusávellel egvalósíhaó önkorláozó ranszforáornak. Először a ágneses ellenállással eghaározo odell haározo eg, ad egado a saol körös vllaos helyeesíő képe, valan érés eredényeke uaok be. prer sn G UP YBCO UP szekunder UP u u ágneses ellenállás ágneses ellenállás.. ábra. Fluxusávellel egvalósío önkorláozó ranszforáor vázlaos elrendezése A.00 egyenle felírásánál fgyelebe vesze, hogy a szupravezeő áraa álal lérehozo fluxus ellenées rányú a geresző fluxussal: G UP UP lev..00 7

38 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 8 Tehá az s ondhao, hogy ha G a pozív referena rány, akkor UP < 0. A ovábbakban a prer árao a G ndex helye -es, a szekunder árao -es, a szupravezeő áraá -as ndexszel elölö: lev lev,.0, lev lev lev lev.0, lev lev lev lev lev lev lev lev.0 lev lev lev lev lev lev..04 Ha alkalazzuk az a egközelíés, hogy lev, akkor..05 Aennyben kköük, hogy 0 és, 0 akkor a prer és szekunder ndukvásokkal s felírhauk a szupravezeő áraá. Ebben az összefüggésben a vasagok ágneses ellenállása reve arad :,.06,

39 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége...4 EGYFÁZÚ CATOT KÖÖ MATEMATKA MODE É VAMO HEYETTEÍTŐ KÉP a Maeaka odell Hasonló eredény kell kapnunk akkor s, ha saol körös eléleel haározzuk eg a szupravezeő áraá. Valós dőfüggvényekkel a kölsönös ndukvásoka aralazó. ábrán láhaó elrendezésre a kövekező egyenleeke írhao fel: u u d d d,.09 d d d d d d,.0 d d d d d d 0.. d d d A d d helyeesíéssel u,. u,. ; 0,.4 0 u,.5 u u,.6 u,.7 0 u u u,.8 u,.9 0 u,.0 9

40 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 40, u u u u., u u. A. egyenlee behelyeesíve a.9 egyenlebe:, 0 u u u.,, B A.4, 0 A A A B A A u u u A.5, 0 A A A BA A A u u u A.6, 0 A A BA A u A u u A.7, ] [ 0 BA A A A u A u u A BA.8, ] [ 0 BA A A A u A u u BA.9

41 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 0 u BA A u A u A BA, A A.0 BA u u A u A,. A A A BA ahol a.4 érelében A,. B Az összefüggésébe 0-á behelyeesíve ugyanaz az eredény kell kapnunk, n ha a gereszés örvény alkalazásával vezee volna le. Ha 0, akkor u 0, vel nns fluxusválozás a vasagban. u u.. Felírva a geoera ellezőkkel az ön- és kölsönös ndukvásoka, a kövekező kapuk:,...4 Ugyanaz az összefüggés kapuk, n a korábban seree.4 gereszés örvényből levezee összefüggés [4]. b Egyfázsú saol körös vllaos helyeesíő kép A.09 és.0 egyenleek alapán felírhauk a kövekező.5 és.6 egyenleeke: u u,.5 beépülő feszülségforrások,.6 A beépül feszülségforrások a szupravezeő gyűrű áraának és a kölsönös ndukvás eghaározó ényezők függvénye: ubeépül = f,,,.7 ubeépül = f,,,.8 4

42 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A.5 és.6 egyenleek adnak úuaás arra vonakozóan, hogy hogyan kell egadn a vllaos helyeesíő kapsolás. A helyeesíő kép. és. ábra egadásakor fgyelebe vesze, hogy aennyben ránya pozív referena rány elöl, akkor < u + = u.. ábra. Csaol körös vllaos helyeesíő kép Aennyben = 0, éréke a kövekező: u u [ ],.9 u + u.. ábra. Egyszerűsíe helyeesíő kapsolás raz = 0 Az u /u feszülségvszony eghaározása üresárásban: u u,.40 egyen: 0, 0, u u 0,,.4 Korább egyenleünkből.05 0 és lev feléelekkel:..4 4

43 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 4 Mvel:,,,.4 u u,.44 u u,.45 u u..46 Ez várhaó, vel a ké vasagban ellenées rányú a fluxus. Egy ásk úon s eluhaunk ugyanehhez egoldáshoz. Abban az eseben, ha 0 sak ellenőrzés élából, akkor, u u.47, u u.48. u u.49

44 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége.. GAZOÁ MÉÉE A ranszforálás kuaására az első kísérleek során a. ábrán láhaó elrendezésnek egfelelően készíee egy egyfázsú ranszforáor. A prer és szekunder oldal eneszáa egegyeze, =. Ekkor ég arra vola kíváns, hogy egyálalán skerül-e a kísérle. A.4 ábrán láhaó érés eredény az első érések egyke. A szekunder oldal üresárásban hagyva folyaaosan növele a prer feszülsége. A érés során ére a prer és szekunder feszülségeke. áhaó, hogy a szekunder oldal feszülség lneársan függ a prer feszülségől. Mn korábban láuk, a szekunder feszülség növekedése összefüggésben van a szupravezeő áraának növekedésével. Előreveíve egelíe, hogy ár ezen az ábrán s láhaó a korláozás. A.4 ábrán láhauk a szupravezeő ábllenésé norál állapoba. Ez egy sakus érés elleggörbe. Az elkészíe odell paraéere a. ábláza uaa. Paraéerek.. ábláza Adaok U eff. ax. 90 V = 50 A 7,78 B ax f.7 T 50 Hz darab 00 % YBCO hurokkal u V u V a saolás erőeles sökkenése.4. ábra. Transzforálás és a saolás egszűnése hurok szupravezeővel üresárásban sakus elleggörbe Ez a érés eredény váloa k benne az a gondolao, hogy önkorláozó ranszforáor valósísak eg a fluxusável elvével, elye ad a. ézseben sereek. 44

45 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége.. TÉZ ranszfer eléle és kísérle ézs Megállapíoa, hogy az dőben állandó és dőben válozó ágneses fluxus ávele leheséges szeparál vasag körök közö egy vagy öbb zár hurkos szupravezeővel. Az ável eléleleg és kísérleleg s bzonyíoa. Mnd az dőben állandó, és nd az dőben válozó fluxusávelnek ú gyakorla alkalazás leheősége van. [7], [9],[4]. a Eléle kdolgozással gazola, hogy az YBCO szupravezeő öbből egunkál gyűrű, és az YBCO. generáós szupravezeő szalag felhasználhaó dőben állandó és dőben válozó fluxus ávelére szeparál vasag körök közö. Megada a fluxusável során a prer és szekunder ekvvalens ágneses ellenállás eghaározására vonakozó összefüggéseke, elyekkel a prer gereszésből könnyen kszáíhaó a szeparál vasagok fluxusának éréke. Megada az az összefüggés, ellyel a szupravezeő hurok áraa kszáíhaó abban az álalános eseben, akor eszőleges száú zár és ágneses ellenállásával elleezheő hurok vesz körbe a szupravezeő hurko, eszőleges száú vasag külső gereszése eseén. Megada a véges ellenállás haásá a fluxusável folyaaára. b Mérésekkel gazola az dőben állandó és válozó fluxus ávelének leheőségé ké szeparál vasag kör közö szupravezeő felhasználásával. Valóában a prer vasagkör fluxusa külső gereszéssel válozahaó, és ennek haására az ável folyaán a szekunder vasag fluxusa egválozk, de az ú éréké dőben egara. gazola, hogy a fluxus ávele a szupravezeő ágneses ér nélkül hűése eseében ZFC, zero feld ooled, lleve a szupravezeő ágneses érben örénő hűésekor s FC, feld ooled leheséges. Az par alkalazás előkészíése érdekében éréssel gazola, hogy az 50 Hz-es válakozó fluxus ávele s egvalósíhaó szeparál vasag körök közö. 45

46 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 4. ÖKOÁTOZÓ TAZFOMÁTO ÚJ TÍPUA Ké egoldás sereek. Egyk a fluxusável, a ásk az akív ágneses rövdzár elvén űködő önkorláozó ranszforáor. 4. MEGVAÓÍTÁ FUXUÁTVTEE Az önkorláozó ranszforáor F 050 szupravezeővel vol leheősége egvalósían, ezér a gyáróól uperpower n. kapo adaok alapán először eléle vzsgálao végeze az alkalazhaóság vonakozásában. 4.. F 050 ZUPAVEZETŐ AKAMAÁGÁAK VZGÁATA 50 HZ-E FUXUÁTVTE CÉJÁBÓ A kövekezőkben az vzsgálo, hogy az 0 eseében a szupravezeő áraának aplúdóa hogyan válozk az álala használ F 050 anyag használaa eseén 50 Hz-en külső gereszés haására. Tehá a kérdés az, hogy a szupravezeő bllenés áraához arozó ellenállás lyen érékben befolyásola a fluxus ávelé a szeparál zár vasag körök közö. A uperpower n.-ől kapo érés eredények alapán a 4. áblázaban láhaóak a krkus árahoz arozó 5 -re vonakozó ellenállások és a hozzáuk arozó krkus áraok. 4. ábláza 5 hosszú. na: 0-6 Ω 50 A. na:,4x0-7 Ω 5 A. na:,7x0-7 Ω 8 A Kísérleee a. nával végeze. Vzsgálo például, hogy kerüleel rendelkező hurok eseében hogyan függ a szupravezeő áraa az ellenállásól, elynél a szalag kereszeszee fele az eredenek a.4 ábrán láhaó feleszés a. A -as na 8 eseében kerüleel rendelkező hurok ellenállása A eseén egyenlő,08 x 0-7 Ω, vel a feleszés a kereszeszee a felére sökkenee. A hurok ndukvásá vegyük kb. 0, H-nek. A később összehasonlíás vége egelíe, hogy az ára aplúdóa 0 eseén a.84 egyenleből a 4. egyenle szern: G UP. 4. zupravezeő hurok eseében elegendő fgyelebe venne a legkedvezőlenebb érékeke annak eldönésére, hogy a szupravezeő ellenállása befolyásola-e szeparál vasagos kvelben a fluxusegaráson alapuló 50 Hz-es válakozó áraú berendezések űködésé. A legkedvezőlenebb esenek pedg a szupravezeő bllenő áraához arozó éréké vesze. Aennyben az ohos ellenállás éréke, akkor az ára aplúdóa a.84 egyenleből: 46

47 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 47. 0,08 0 0, G G G G 4. Ha a hurok ellenállása 0,0 Ω és az ndukvása ugyansak 0, H, akkor 95%. 0, G G G G 4. 0, eseén ár 0%-ra sökken a hurok áraának aplúdóa %. 0, G G G G 4.4 A 0 nω nagyságrendű áene ellenállású forraszások szupravezeő szalagok részére, elyeke laboraóru kereek közö elenleg eg udnak valósían, 50 Hz-es frekvena eseében nden ovább nélkül egengedeek a erveze válakozó fluxus áveléhez. Az s láhauk, hogy rosszabb nőségű forraszás s egengede válakozóáraú alkalazásnál, de száoln kell azzal, hogy a szupravezeő szalag felelegedése nhoogén lesz, a bzonyalanná ehe a bllenés ára éréké. Az álala végze kísérleeknél forraszás ne alkalaza, vel a forraszás álal okozhaó bzonyalanságo ne akara a bllenés ára érékében lérehozn. zalagszerű vezeékből, saá ehnológával 00%-osan szupravezeő hurko hoza lére, és ezekkel végeze kísérleee. Ezek uán egyérelűen kelenhee, hogy 50 Hz-es frekvenával lérehozhaóak a szeparál vasagos fluxusegaradás elvén űködő berendezések a fluxus ável korláozásával, szupravezeő felhasználásával. Az alkalazhaóságo üze és korláozó állapoban az éréke haározza eg. Éréke ás üzeállapoban és ás korláozó állapoban. Így ké K ényező defnálhaok 4.5 és 4.6 szern:, K Ü Ü ranszfer üze ényező, 4.5, K K K ranszfer korláozás ényező. 4.6 Ahol Ü a szupravezeő hurok ohos ellenállása szupravezeő állapoban üze állapoban, K a szupravezeő hurok ohos ellenállása ne szupravezeő állapoban norál állapoban.

48 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Önkorláozó ranszforáor eseében deáls állaponak eknheük, ha üze állapoban K 00%, valan K 00%. ü K Valóságos eseben a ranszfer üze ényező K Ü egközelí a 00%-o, de a korláozás alkalazhaóság ényező K K 70% körül. Ez az alkalazo szupravezeő paraéere haározzák eg, vel ne szupravezeő állapoban a szupravezeő hurok ellenállása ne ar a végelen felé. Ez várhaó s, er például az alkalazo F 050 ípusú szupravezeő szalag eseében az μ vasagságú YBCO szupravezeő réege a gyárás során hordozó anyagokra kell helyezn. Ezek az anyagok ne deáls szgeelők, ráadásul a hőérsékle 77 K. Így gazolnak ekne a fluxusávellel egvalósíhaó önkorláozó ranszforáor űködés leheőségé. 4.. EGYFÁZÚ ÖKOÁTOZÓ TAZFOMÁTO KÍÉET EEDMÉYE Dnakus vzsgálao végeze erheléssel. Az elrendezés annyban különbözö a.. ponban leírakhoz képes, hogy 5 darab szupravezeő hurko alkalaza a érés során. Erre azér vol szükség, er láuk a.05 egyenleben, hogy a szekunder oldal ára növel a szupravezeő áraá. Terhel állapoban rövdzárlao hoza lére a szekunder oldalon, és ére a szekunder árao. A zárla 5 peródusg aro. A 4. ábrán láhauk, hogy az üze ára aroányában űködee a ranszforáor, és a zárla bekövekezése uán 5 peródus úlva a zárla ára lesökken. Megfgyelheük, hogy a zárla egszüne uán az ára ne ér vssza a zárla előhez, ugyanakkor a zárla ára ez a vsszaarad éréke közelí. Ez kb. az üze ára 0%-a. Mos hvakozok arra a korább egállapíásora, hogy a ranszfer korláozás ényező 4.6 K K 70% körül F 050 ípusú szupravezeő eseén. Mérés során ez be s gazolódo. A 4. ábrán a zárla bekövekezésének közel dőaroányá láhauk. Megfgyelheő, hogy, s úlva bekövekezk a korláozás. A navéelezés frekvena 0 khz vol. [A].46 A.6 A.58 A. A 0.5 A [s] operang urren -.7 A zárla faul -. A -. A 5 perods faul afer faul üze ára 5 peródus zárla zárla uán 4.. ábra. zekunder ára dőfüggvénye zárla alkalával 48

49 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége [A] zárla kezdee üze ára,6 A haárol ára zárla,46 A súsérék,58 A zárla ára s [s] f = 50 Hz T = 0 s navéel frekvena = 0 khz 4. ábra. Dnakus érés üze állapoban szekunder ára a zárla pllanaában áhaó, hogy az első eredények bzonyíák az eléle vzsgálaoka. A ranszforálás folyaaa fluxusávellel, valan az önkorláozás s űködőképes. A szakrodaloban száos faáá egalálhauk a szupravezeős önkorláozó ranszforáoroknak. Az álala beuao fluxus ávellel egvalósío váloza ne lelheő fel. Mvel egyfázson űködőképes vol az első nadarab, felveődö benne a gondola, hogy ez az elve lehene par alkalazások részére hárofázsú kvelben s elkészíen. Az ndukív úon űködő szupravezeős hárofázsú önkorláozó ranszforáor eddg darab oszlopos ranszforáorral lehee egvalósían. Az álala egvalósío fluxusável elvén űködő hárofázsú önkorláozó ranszforáor összesen darab oszlopos vasaggal s egvalósíhaó. A kövekezőkben, ha ne s részleesen, de űködőképességé lleően seree a hárofázsú kvel, valan néhány érés eredényé. e élo nőségleg összehasonlían a hagyoányos ranszforáor ellezővel, ez ne árgya a dsszeráónak, de az önkorláozás érésekkel gazoln szerené. 49

50 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 4.. HÁOMFÁZÚ ÖKOÁTOZÓ TAZFOMÁTO KÍÉET EEDMÉYE A ovábbakban olyan hárofázsú önkorláozó ranszforáor erveze, aelynek lászólagos elesíénye 400 VA. Arra vola kíváns, hogy elesíény s á udok-e vnn hárofázsú kvelben, lleve udok-e korláozn zárla árao. A egerveze önkorláozó ranszforáor adaa a 4. áblázaban láhauk. Az elkészül ranszforáorról képe a 4. ábra ua. A 4.4 ábra pedg egy eszee ábrázol. Paraéerek U prer U szekunder prer eff. ax szekunder eff. ax 4.. ábláza Daa 400 VA x 400/0 V x 4/4 V 0,58 A 5,55 A prer 697 szekunder 7 B ax.7 T A vasag 900 YBCO hurok F 050 x 6 hurok A hurkok fázsonkén száá a.-es képle száíógépes egoldásával kapa. A egoldásnál a Maple 4-es szofver alkalaza. A prograban az ellenállások éréké Ω- ban, az ndukvások éréké H-ben, a körfrekvena éréké -ban, a feszülségek s éréké V-ban ada eg, így a hurok áraa A-ban adódo. A képle prograsora a kövekező: > :=-*B*A+**w^*u-u*A-u***w**A- ***w/**w***w-**w*a**a- ***w+*a-***w*b*a+**w^; A kövekező paraéereke ada eg: > :=;:=.;:=4.5;:=0.04;:=0;:=0;:=0.00;:=0.00 ;:=0.000;:=0.000;:= ;w:=4;u:=0;u:=4; 50

51 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A:=+**w;B:=+**w;, > abs; Az eredény A-ben érendő. Ez a száíás képeze a éreezés alapá. Az álala készíe hurkok áraának axáls effekív éréke kb. 95 és 05 A közö lehe. Úgy erveze, hogy fázsonkén 6 darab hurok eseén hurok áraa axáls erhelés eseén körülbelül A-ra adódon, ehá bzonsággal ksebb érék 95 A-nál. 4.. ábra. Hárofázsú ranszforáor fluxusávellel prer vasag YBCO hurok szekunder vasag -fázs szekunder ekers -fázs prer ekers -fázs 4.4. ábra. Mesze raz 5

52 prer feszülségek szekunder feszülségek Kósa János PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A 4.5 ábrán a vllaos elrendezés láhaó. prer saolás YBCO hurkokkal szekunder u P u u P u u P u ábra. Vllaos kapsolás raza a fluxusável elvén űködő hárofázsú önkorláozó ranszforáornak A 4.6 ábrán egado a ké szeparál vasagos elrendezéssel egvalósío fluxusávellel űködő hárofázsú önkorláozó ranszforáor 400 VA üresárás feszülségé. A érés az prer u P és nd a szekunder fázs feszülségé u, u, u uaa. u P u u u [s] 4.6. ábra. Hárofázsú önkorláozó ranszforáor üresárás feszülsége fluxusávellel Egy hagyoányos 400 VA-es, folyékony nrogénbe helyeze, a 4. áblázaban láhaó adaokkal rendelkező Y 0 y 0 0 ranszforáor üresárás feszülségé a 4.7 ábrán láhauk, elyeke sznén adagyűővel ére. Ez sak összehasonlíás a végeze el. A érés sznén az prer u P és nd a szekunder fázs feszülségé u, u, u uaa. Az összehasonlíhaóság vége a prer feszülsége azonosnak vee a fluxusávellel űködő válozaéval. Gyakorlalag ugyanazok a szekunder oldal feszülségek. Ez a 4.6 és 4.7 ábrák összehasonlíásából láhauk. 5

53 Prer és szekunder ára A Kósa János PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége u P u u u [s] 4.7. ábra. Hagyoányos Y 0 y 0 0 ranszforáor üresárás feszülsége folyékony nrogénben összehasonlíás élából A 4.8 ábrán egyfázsú zárla prer és szekunder oldal áraá láhauk a fluxusávellel egvalósío hárofázsú önkorláozó ranszforáor eseében. A zárlao üresárásból hoza lére. Érdees egelíen, hogy a zárla. peródusában a prer ára ár a leheséges axáls üze ára ala éréké vesz fel. A axáls üze ára érékek a 4. áblázaban egalálhaók. A rövdzárlao folyaaosan, ásodperg aroa fenn. Az, ásodperes zárla ala a berendezés egyálalán ne károsodo, a egunkál szupravezeő huzal öbbször zárla eseén s sablan űködö. A hagyoányos azonos elesíényű ranszforáor rövdzárás áraának effekív éréke 98 A vol. lyen nagyságú áraal ne lehee volna, ásodperg fennaran a zárla árao károsodás nélkül. 7.6 A súsérék. A.7 A súsérék P 0.7 A súsérék ksebb a axáls üze áranál zárla zárla =. s [s] 4.8. ábra. A prer p és szekunder s ranzens ára F zárla üresárásból örénő bekövekezésekor 5

54 zekunder feszülség V Kósa János PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Az, ásodperes zárla uán ére a vsszaérés szekunder feszülsége. Ennek a érés eredényé láhauk a 4.9 ábrán. A szekunder feszülség vsszaérése 0,5 s úlva bekövekeze az, s deg aró zárla uán. u zárla. s vsszaérés ~ 0.5 s [s] 4.9. ábra. A szekunder feszülség vsszaérése A ovábbakban erheléssel láa el a szekunder oldal. A ranszforáor axálsan erhele. Fázsonkén 4, 5 erhelő ellenállás alkalaza. Az elrendezés a 4.0 ábra uaa. prer saolás YBCO hurokkal szekunder u P u u P P u P u u ábra. Vllaos elrendezés A ranszforáor erhel állapoban lévő szekunder feszülsége a 4. ábra uaa. Jól láhaó ódon a szekunder feszülség nálsan sökken az üresárás állapohoz képes. Egy ksebb érékű aplúdó különbség láhaó a fázsfeszülségek közö. A axáls különbség V. 54

55 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége u P u u u [s] 4.. ábra. Önkorláozó ranszforáor szekunder feszülsége a axáls erhelés állapoában Maxáls erhelés állapoában a szekunder oldalon az fázson rövdzárlao hoza lére, ad ére a prer és a szekunder oldalon a feszülsége és a zárla árao. A 4. ábra a prer feszülsége u P és a szekunder feszülségeke u, u, u uaa az fázs F zárlaának kezdeekor. u P u u u [s] 4.. ábra. Önkorláozó ranszforáor szekunder feszülségvszonya az F zárla bekövekezésének dőponában A 4. ábra a körülbelül s deg folyaaosan fennálló zárla egszűnésének pllanaában a prer u P és nd a szekunder feszülség u, u, u dőfüggvényé ábrázola. 55

56 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége u P Beragadás elensége a ne ér vssza a zárla elő feszülség a szekunder oldalon. u u u [s] 4.. ábra. Önkorláozó ranszforáor szekunder feszülségvszonya az F zárla egszűnésének dőponában A 4. ábrán ól láhaó a beragadás elensége, vel ne ér vssza a zárla elő feszülségszn a szekunder oldalon. A beragadás elenségéről [44] részleesen olvashaunk a egelöl szakrodaloban. A beragadás bekövekezésekor a szupravezeő áraenesíen kell a berendezés kkapsolásával, ad úra ndían a berendezés. A 4.4 ábrán egy ásk érés eredényé láhauk, de sznén az fázsban bekövekeze F zárla eseében uaa a zárlaos fázs prer és szekunder feszülségé, valan áraá. u P u P zárla 0,8 A súsérék 0,85 A -,8 A súsérék -7,55A -4,5 A súsérék [s] 4.4. ábra. Önkorláozó ranszforáor szekunder feszülségvszonya az F zárla egszűnésének dőponában A 4.4 ábrából láhauk, hogy az F zárla eseében a prer ára a zárla fennaradása során ár a. peródusban a axáls üze áranál ksebb. Ez ól bzonyía az önkorláozás haékony űködésé. Az YBCO huzal öbbször hosszanaró zárla eseében se hbásodo eg, sabl űködés uao. Ez ugyanakkor bzonyía az YBCO vezeő szalag helyes egunkálás ehnológáának egválaszásá. Méréseel gazola a fluxusávellel űködő önkorláozó ranszforáor űködésé. 56

57 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 4. MEGVAÓÍTÁ AKTÍV MÁGEE ÖVDZÁA A feezeben az vzsgálo, hogy egyszerre ké, egyással zár vasoszlopo együesen áhurkolva, lyen ú alkalazás lehe lérehozn. 4.. EMÉET VZGÁAT A fluxusállandóság elve leheővé esz az akív ágneses rövdzár egvalósíásá. Vzsgálao árgyá az akív ágneses rövdzár állapoa és az ebből örénő kbllenés képez AKTÍV MÁGEE ÖVDZÁ ÁAPOTA Kéoszlopos, hagyoányos lánsze ípusú ranszforáor űködéséről és ellezőről részlees nforáóka olvashaunk száos szakrodal könyvben [45], [46], [47], [48], [49]. A egado rodalak részleesen árgyalák a lánsze ípusú ranszforáor kalakíásának óda, fluxusvszonya. Hvakozva a egado szakrodalakra, ondhauk, hogy a lánsze ípusú ranszforáor eseében, akor a prer és szekunder ekers külön oszlopon helyezkedk el, a fluxuskép alapveően elér aól az eseől, akor a ké ekers egy oszlopon van egyáson elhelyezve, de nd a ké esere ellező, hogy rövdzárla állapoban, a rövdre zár szekunder ekersnek nns eredőfluxus kapsolódása a prer ekersel. Üresárásban a fluxus gyakorlalag sak a vasagon belül záródk, ezér a prer és szekunder ekers fluxusa azonosnak eknheő. Terhelésől függően a ekersek enee ás és ás fluxussal kapsolódnak egyáshoz, így a prer és szekunder ekersek fluxusa ne azonos érékű. Ezeke kfeezheük a ekersfluxusokkal, elyeknek részlees árgyalása és sereése egalálhaó a ár elíe [46] és [47] elöléssel egado szakkönyvekben. A fenebb elíe szakrodalo [46] 5. oldalán egadoak szern, rövdzárás állapoban a ekersfluxusok éréke a kövekező érékeke adák: n Ψ k n k Φ k k 0 és Ψ 0, 4.7 Φ k k Ebben az eseben a Ψ fluxus egy nyo vasag körös gereszés fluxusának eknheő. Az üzeállapo az üresárás és rövdzárás állapo közö kell, hogy legyen. A szór fluxus a erhelés, lleve rövdzárás eseében növekszk. enz örvénye érelében a szekunder ekers áraa álal lérehozo fluxus az ő lérehozó prer ekers fluxusa ellen ha, ehá a vasagban egy felve zár görbére rányíásuk ellenées. Terhel vagy rövdzár állapoban a ké ekersfluxus különbsége ada a szór fluxus. Tézse alapgondolaa az, hogy ké oszlopos lánsze ípusú ranszforáor eseében erheléskor, lleve rövdzáráskor, ha a prer és szekunder ekersek külön oszlopon vannak elhelyezve, a prer és szekunder oszlopoka együesen körül hurkoló zár vezeőben áranak kell folyn a fluxus állandóság elve a. Ennek éréké szándékozo eghaározn a prer és szekunder oszlopok ágneses ellenállásának függvényében, abban az eseben, ha a ké oszlopo körülvevő hurko szupravezeőből készíe. zupravezeő alkalazva a hurokban az ára nagysága elérhe a szupravezeő kbllenő árao. Ez sak éreezés kérdése. Aeddg szupravezeővel hurkolunk, a hurok belseében a fluxusállandóság elvének érvényesüln kell. A szór fluxus, ponosabban annak egy részé kopenzáln kell. Azér elíe, hogy ponosabban annak egy részé, er a hurok álal haárol felüleen s alálhaó szór fluxus, elye ne kell kopenzáln. A száíása során ez elhanyagolo. A 4.5 ábrán láhaó az akív ágneses rövdzár egvalósíásának vázlaos elrendezése. 57

58 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége l l ekers szekunder prer ekers ϕ ϕ ϕ ϴ P ϴ UP YBCO hurok vasag ϴ 4.5. ábra. Akív ágneses rövdzár egvalósíásának vázlaos raza az -es oszlop ágneses ellenállása korláozó állapoban a szórás fluxus növelő oszlop; a prer oszlop ágneses ellenállása; a szekunder oszlop ágneses ellenállása; a áro ágneses ellenállása; P P P a prer gereszés; a szekunder ellengereszés; UP a szupravezeő gereszése; az eredő fluxus az -es oszlopban; az eredő fluxus a -es oszlopban; az eredő fluxus a -es oszlopban. A levezeés során a kövekező egközelíéseke alkalazo: Fluxuseloszlás a vasag kereszeszeében egyenlees; Járo ágneses ellenállása elhanyagolhaó, 0; A vasag a B-H karakerszka lneárs szakaszán üzeel szuperpozíó éele alkalazhaó; A szupravezeő hurok agassága a prer és szekunder ekersek agasságával azonos. A fluxuseloszlás ké eseben vzsgálo. Először szupravezeő hurokkal, ásodszor szupravezeő hurok nélkül állapoban. Célo a gereszések egyensúlyának felírása, ad érés eredényeke sereek, elynek során a kövekező űködés váro el a készülékől. A hurok szupravezeő állapoában a -es és -as oszlopok együesén a fluxusállandóság elesülése a az -es oszlop fluxusa 0 kell, hogy legyen. Terhelés haására növekszk a szupravezeő hurok áraa, és a bllenés áraa elérésekor ár ne ud elesüln a fluxusállandóság. Ekkor a ranszforáor szórása egnövekszk az -es oszlop felé. Így lesökken a prer és szekunder ekers saolása. Ez foga bzosían az ára önkorláozásá. 58

59 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 59 Kndulás egyenleek: UP P l dl H, 4.8 UP UP l dl H, Megoldás: UP P, 4. UP, 4. P, 4. UP P, 4.4 UP UP P, 4.5 UP P, 4.6 UP P, 4.7 UP UP P UP, 4.8 UP UP UP P, 4.9 UP UP P, 4.0 UP P, ha, akkor P, 4. UP P P, ha, akkor P. 4.

60 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Maeakalag elesen erészees, hogy eseében. Vegyük észre, hogy a eszőleges eseén s egyenlő, ehá az egyenlőség ágneses ellenállásól függelen. Ez uaa a 4.4 egyenle. P P UP P UP, 4. P UP UP, 4.4 Tehá láhaó, hogy szupravezeő alkalazása eseén a szupravezeő a prer és szekunder ára a 4.5 egyenlenek egfelelően geresz. UP P P P sn sn UP, 4.5 A 4.7 egyenleből s láhaó, hogy 0 feléel s függelen az Ha a prer és szekunder oldal együesen áhurkoluk szupravezeővel, az -es oszlopnak nns szerepe a űködésben. De ez az s elen, hogy ké oszlopos ranszforáor eseében s kell áranak folyn a szupravezeő hurokban. Ez a vasag oszlopok ágneses ellenállásának arányával ada eg. Ez a későbbekben éréssel gazoln s fogo. A. ábrán egado saol helyeesíő kép sznén alkalazhaó lenne azzal a különbséggel, hogy a kölsönös ndukvások éréke arányukban nagyérékben elérnek a szeparál vasagos kvelűől AKTÍV MÁGEE ÖVDZÁ ÁAPOT MEGZŰÉE Aennyben oszlopos vasago alkalazunk, akkor a szupravezeő bllenés áraa uán az -es oszlop ágneses ellenállásának érékéől függően bzosía a fluxus záródásá, így a szekunder oszlopban lesökken a fluxus nagysága, így a szekunder feszülség s. Hegesző ranszforáorhoz hasonlóan. Ez a szuáó azér vzsgálo, er a szupravezeő kbllenése uán a készülék gyakorlalag ebbe az üzeállapoba kerül. Az elrendezés vázlaa a 4.6 ábrán láhaó. -ől. szekunder ekers l l prer ekers ϴ P ϴ ϕ ϕ ϕ vasag 4.6. ábra. Akív ágneses rövdzár egszűnésekor érvényes vázraz deáls eseben Kndulás egyenleek a gereszés örvény alapán: 60

61 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 6 P l dl H, 4.6 l dl H, 4.7, 4.8 Megoldás: P, 4.9 P, 4.0, 4. P, 4. P, 4. P, 4.4 P, 4.5 P, 4.6 Aennyben a szupravezeő együesen körülfoga a prer és szekunder oszlopo, akkor a szupravezeő gereszésének ezzel a -el kell azonos érékű fluxus lérehozna az -es oszlopban. Ellenőrzés, ha van szupravezeő felhasználva a 4.5 egyenlee: P P UP, 4.7 Tehá a 4.7 egyenle végeredénye egegyezk a 4.6 egyenleel. Folyava ovább a fluxusok eghaározásá: P, 4.8

62 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 6 P, 4.9 P, 4.40 P, 4.4 P, ha akkor P, 4.4 P P, 4.4 P P, ha akkor P áhauk, hogy a és a hányadosa -nél ksebb, ha a szekunder ekersen van erhelés. A konkré érés eseünkben = = =. Ezekkel a paraéerekkel: P P, 4.45 P P áhauk, hogy aíg > 0 nál szupravezeő nélkül eseben az -es oszlop fluxusa egnövekszk, addg a -as oszlop fluxusa sökken a szekunder oldal erhelés növekedésekor. A szupravezeő hurok bllenés áraakor, aely a szekunder oldal zárlaára vagy úlerhelésre kövekezk be, a ágneses fluxus az -es vasoszlopban nulla érékről egnövekszk. Ezér az -es vasag oszlopra elekerse helyezheünk el zárlavédele űködeésére. Ez nagy előnye az seree elrendezésnek.

63 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 4.. MÉÉE TÖTÉŐ GAZOÁA Ebben a ponban először egy olyan érés végzek el, anek vasoszlop eseén nns érde haása. Az erre vonakozó eredény vszon oszlopos elrendezésben alkalazás elleggel felhasználhauk. Másodszor pedg gazoln fogo az ára-önkorláozó haás KÉT OZOPO TAZFOMÁTO MÉÉ EEDMÉYE A 4.7, 4.8, 4.9 ábrasorozaon láhaó kísérlee oszlopos ranszforáor eseében sak az előbbekben leírak gazolására készíee, er éréssel szeree volna bzonyían, hogy a ndké oszlopo együesen körülhurkoló szupravezeő kbllenheő szupravezeő állapoából. hurok szupravezeő állapoából örénő kbllenéséhez a egunkál F 050 eseében kb A-ra van szükség. Ez szándékoza kuan. A ézsnek ez egy lényeg gondolaa, vel ez lyen elrendezésben ég sehol se alkalazák. A későbbekben ez az árao használo fel oszlopos vasagból készül önkorláozó ranszforáor árakorláozására akív ágneses rövdzár kvelezésével. áhauk a 4.5 egyenleből, hogy a szupravezeő hurok áraa sak a prer és szekunder áraól és a prer valan szekunder vasag oszlopok arányáól függ, és függelen a szórás bzosíó közeg hurkon kívül ágneses ellenállásáól. A leír folyaara az akív ágneses rövdzár fogalá vezee be.a 4.7 ábrán a érés elrendezés láhauk. A ké oszlopos előzees kísérle során - a 4.7 ábrán láhaó ódon - a szekunder oldal,5 Ω ellenállással erhele, ad a prer feszülsége folyaaosan növele a 4.8 és 4.9 ábrán a Zoo Overvew, és a hurok szupravezeő állapoából norál állapoba örénő ábllenése uán a prer feszülsége folyaaosan kezde sökkenen. A hurok kbllenésé szupravezeő állapoból egy, a ké oszlopo együesen körülhurkoló ekers feszülségérésével deekála. Ez az ábrán a sárga elű ekers és a hozzáarozó sárga grafkon. Azér láhaunk a ké ekerse együesen hurkoló ekersen a bllenés elő s ksebb feszülségérékeke, er sak egy 6 agasságú szupravezeő hurko alkalaza. Így a szupravezeő sak a szór fluxus egy részére udo ellengereszés adn. Ha nns szupravezeő hurok, akkor az üresárás fluxus ÜP Ü, ponosabban ÜP Ü. ϕ P ϕ ϕ üp ϕ ü =,5 Ω szupravezeő hurok vasag prer réz szekunder ezen van a erhelés, réz szekunder sak érés élára, réz, üresárás ké vasago vesz közre, érés élára réz 70 ene, üresárás 4.7. ábra. Kéoszlopos érés elrendezés 6

64 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége UP > bllenő BEÉ [s] 4.8. ábra. Kéoszlopos érés elrendezés eseén a szupravezeő bllenés áraának deekálása szupravezeő állapoból norálba UP < bllenő VZABEÉ [s] 4.9. ábra. Kéoszlopos érés elrendezés eseén a szupravezeő bllenés áraának deekálása norál állapoból szupravezeő állapoba 64

65 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 4... ÁAM-ÖKOÁTOZÁ KMUTATÁA A ovábbakban háro oszlopos vasaggal elkészíee az önkorláozó ranszforáor 4.0 ábra. Az -es oszlopon elhelyeze egy érőekerse. Arra vola kíváns, hogy a szupravezeő hurok szupravezeő állapoában valóban nulla-e a fluxus. A prer ekers eneszáa 697, a szekunder ekers eneszáa 7vol. érő elekers 7 ene prer ekers 697 ene szekunder ekers 7 ene P U. elekers u prer YBCO looersp YBCO hurok U szekunder ron ore 4.0. ábra. Hárooszlopos önkorláozó ranszforáor érőekersel A 4.0 ábrán láhaó elrendezés érés eredénye a 4. ábrán láhaó. Az s láhauk, hogy zárla haására a szekunder ekersel azonos eneszáú érőekers feszülsége a eneszának egfelelően uaa a feszülsége, valan a prer ára sökkenő ellege ua. érő elekers feszülsége szekunder feszülség prer feszülség prer ára P /0 A u P u u,7 A sús zárla a szekunder oldalon [s] 4.. ábra. Feszülségek és a prer ára dőfüggvénye zárla haására 65

66 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Egy ásk érés során a 4. ábrán ére a zárla szekunder árao s. Azonos vasag kereszeszeel és eneszáokkal egy kéoszlopos ranszforáor rövdzárás áraának effekív éréke 98 A. prer feszülség szekunder ára sús =7,6 A /0 A /0 A szekunder feszülség prer ára sús =,974 A [s] 4.. ábra. Feszülségek és a prer ára dőfüggvénye zárla haására A érésekből láhaó, hogy zárla bekövekezésekor a érő elekersen egelenk a feszülség, és ugyanakkor a szekunder ekersen gyakorlalag egszűnk. Úgy s fogalazhao, hogy a hurok szupravezeő állapoából örénő kbllenésekor a érőekers vasoszlopa egy ágneses sönkén vselkedk. Tehá a ézsben egyérelűen gazola eléleleg és gyakorlalag s az önkorláozó haásá a szupravezeő hurokkal egvalósío akív rövdzárnak fázsú ranszforáor eseében. 4.. TÉZ önkorláozás ú ípusa A szeparál vasag körök közö fluxusável elvével, lleve az álala bevezee akív ágneses rövdzár elvének egvalósíásával önkorláozó ranszforáor készíheő YBCO szupravezeő felhasználásával. A szeparál vasagos kvelű egy- és hárofázsú önkorláozó ranszforáor érés eredényevel gazola az elv űködőképességé. Az akív ágneses rövdzár elvé YBCO szupravezeővel valósíoa eg, elye nd eléleleg, nd gyakorlalag gazola és elkészíee az elv alapán egy egyfázsú önkorláozó ranszforáor, elynek érés eredénye gazolák az önkorláozás ényé. [50], [5]. a Eléle kdolgozással eghaároza a ranszfer üze és ranszfer korláozás ényezőke szeparál vasagok közö, elyekkel az ado szupravezeő huzal paraéereből eldönheő, hogy a szalag lyen uladonságokkal elleezheő a fluxusávelre és árakorláozásra szeparál vasagos kvelben. b Egy- és hárofázsú fluxusávellel űködő, szeparál vasagkörös önkorláozó ranszforáor érés eredényevel gazola az önkorláozás ényé. 66

67 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Eléleleg gazola, hogy szupravezeő szalaggal egvalósío akív ágneses rövdzárral egyfázsú hárooszlopos önkorláozó ranszforáor hozhaunk lére. Meghaároza a háro oszlopból a gereszésekkel elláo ké, zár vasag oszlopo együesen áhurkoló szupravezeő hurok áraá. gazola, hogy a szupravezeő hurok áraa kzárólag az együesen áhurkol zár vasag oszlopok ágneses ellenállásanak arányáól, valan a prer gereszés, lleve annak haására kalakul szekunder gereszésől függ, és függelen a zár hurkon á ne haladó szórás uak ágneses ellenállásáól. gazola, hogy a hurkon kívül szórás ua bzosíó ágneses ellenállások a korláozás folyaaban a fluxuseloszlással a korláozás arány befolyásolák. 67

68 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 5. KÉT TEA MÁGEE DUKCÓ EŐÁÍTÁA 8 MM-E ÉGÉBE A GEJEZTŐ TEKECEK METEÉGE HŰTÉE ÉKÜ YBCO TÖMB ZUPAVEZETŐK FEMÁGEEZÉÉE A unká elvégzéséhez készíen kelle egy gazdaságos kvelezéssel egvalósíhaó felágnesező készüléke s, er eszelés nélkül ne uda volna nősíen a egunkál YBCO öböke. 5. A MUKÁT KVÁTÓ DÍTÉK Az YBCO öböke gyárás és egunkálás uán, lleve felhasználás elő repedésvzsgálanak kell aláven. Egy ne láhaó haszálrepedés egszakía a öbön belül szupravezeő kapsolao. Így a befoghaó ágneses ér nagyságban és eloszlásban egválozk, gyakorlalag a szupravezeő öb használhaalanná válk. Az.-as feezeben láhaunk néhány egunkál YBCO öbö. és. ábrák. A ökéleesen felágneseze szupravezeő öböke száos helyen felhasználhaák. 77 K hőérsékleen peranens ágneskén kerülhenek beépíésre [5], [5], [54]. ebegő ársás energaárolóka sznén készíenek belőlük [55], [56]. Mvel kdolgoza egy ú egunkálás ehnológá YBCO öbök kfúrására [57], szeree volna udn, hogy a egunkáláso okoz-e repedés az anyagban. Ez a szupravezeő öb felágnesezésével el lehe dönen. A öb nagyságáól függően egy ado nagyságú ágneses ndukóra van szükség egy olyan unkaérfogaban, ahol a szupravezeő öb és a hűés bzosíó folyékony nrogén árolására alkalas edény elfér. A ó nőségű öbök agassága 8 és 5 közö van. A legnagyobb áérő, avel gyárák a öböke 50. Tehá nu egy 50 áérőű és 0 agas unkaérfogaban légrésben kell bzosían a szükséges nagyságú ágneses ndukó. éhány gondolao elíek, a elesség génye nélkül, az YBCO öbök felágnesezésére vonakozóan. Ké leheőség kínálkozk. Az egyk az pulzus felágnesezés, ely eseben az YBCO öbö hűéssel szupravezeő állapoba hozzuk ZFC hűés, ad egy ágneses pulzussal felágnesezzük. Ehhez drága pulzusfelágnesező készülékek kellenek, ráadásul eléleleg a befogo ágneses ér nu készeresére van szükség. A éával kapsolaosan száos szakrodalo esz közzé nforáóka [58], [59] [60], [6], [6]. pulzuságnesező készíésével öbb neves gyáró s foglalkozk [6], [64], [65]. A ásk egoldás, hogy norál állapoban ágneses érbe helyezzük az anyago, ad lehűük FC hűés. Ekkor elegendő eléleleg a axálsan befoghaó ágneses ere bzosían a felágnesezés során [66]. A gyakorlaban ennek kb.,5 szeresével végzk a felágnesezés. Megelíe, hogy ez a gyakorla a éna PHT Kuaónézeben Jénában s, ahol elölhee x hee. Ebben a kuaónézeben a felágnesező készülék kékörös, hélu és nrogénhűéses rendszer. Így hűk a nagy árao vezeő ekerse, ely lérehozza a szabályozhaó öbb Teslás ágneses ndukó. záora ez egy elég kölséges egoldás. Mvel egy 50 áérőű YBCO öb eles fluxusbefogásához 77 K-en bőven elegendő Tesla ágneses ndukó, ezér áékozóda a paon kaphaó felágnesező gépekről. anos olya ne alála, aely Tesla körül éréke előállíana kb. 0 -es légrésben, külön hűés rendszer nélkül. Példakén uaok ké felágnesező készüléke [67], [68] a sok közül, de a öbb s ksebb elérésekkel hasonló paraéerekkel rendelkezk. Az 5. ábrán a aboraoro Elerofso Engneerng eréke láhaó. eolvasva a elleggörbéről az adaoka, láhauk, hogy egy álagos készülék, -es légrésben kb., T ndukó állí elő. Ez száora ne egfelelő, a ágneses ndukó éréke alasony. 68

69 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége d [] 5.. Tpkus ágnesező, álagos paraéerekkel aboraoro Elerofso Engneerng Az 5. ábrán a HT Magne nsruens d. eréke láhaó. Ez a berendezés -es légrésben sznén, T ágneses ndukó állí elő,,8 kw elesíény felvéelével. e arad ás válaszáso, ervezne kelle egy olyan felágnesező, aely egfzeheő, a gereszőekersek eserséges hűése nélkül lérehoz Tesla ndukó kb. peres dőarara. 5.. Tpkus ágnesező, álagos paraéerekkel HT Magne nsruens d. 5.. ábra. A ágnesező paraéere HT Magne nsruens d. 69

70 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Összegezve, a unká kváló ndíéko a kövekező vol: az anyag egunkálás uán ellenőrzése; T ágneses ndukó előállíása a unkaérfogaban; egfzeheő felágnesező. 5. ZMUÁCÓ EEDMÉYEK COMO MUTPHYC ZOFTVEE A felada éreezésé ne analkusan végeze el. Ez a ézs sak száíógépes szuláó aralaz, ely alapán a készüléke kveleze. Alapgondolao a szuláós vzsgála egkezdése elő az vol, hogy olyan vasag körös felágnesező készísek, elynél a vasag pólusok elíése a légrés haároló pólusok felüleén kezdődk eg. A korábban sere felágnesezők egyke se így űködö. Tehá a szuláós érésee arra erveze, hogy keresse az a geoera forá, aely eseben a vasagok pólusa felüleükön kezdenek elíésbe enn, ado külső befoglaló ekersére és ado pólusfelüle eseében. Úgy gondola, hogy ez a legegyszerűbben kúpos pólusokra helyeze ekerseléssel udo egvalósían. A félreérések elkerülése vége egegyze, hogy ez ne azonos azzal a egoldással, hogy egy hengeres kalakíású vasag pólus légréshez közelebb részé kúposra alakíák k. áuk a kereskedel forgaloban lévő berendezéseknél, hogy ez ne fog elődézn Tesla körül éréke 0 -es légrésben. Ezeknél a berendezéseknél a korlá, hogy a ekers felénél nagy ára eseén elíés állapoa alakul k a vasagban. Én ez úgy kerüle el, hogy kúpos vasago ekersele eg. A szuláós érés során kerese az a kúpszöge, elynél a axáls ndukó adódo a légrésben. A berendezés kúpos ekersé az 5.4 ábrán láhauk. A kúpos pólusok ekerselésé saákezűleg végeze. Ez a kúphalásszöge kelle száíógépes szuláóval eghaározno ábra. A saá kezűleg készíe kúpos ekers Kndulás adaok a száíógépes szuláóhoz: Tesla körül érék elérése 0 -es légrésben; ne elegeden úl a szupravezeő felágnesezésének deére kb. per; az 5.5 ábrán láhaó ekers külső áérőe ado; a légréshez közelebb pólus áérőe ado; a pólusagasság ado; a berendezés bekerülés kölsége a ápegységgel és az az ápláló fázsú ranszforáorral együ axu F lehe. 70

71 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A szuláó során ké esee vzsgála az 5.5 ábra szern elrendezésben: Az első eseben a kúpszög függvényében vzsgála a légrésben a ágneses ndukó állandó gereszés eseén; A ásodk eseben ugyansak a kúpszög függvényében vzsgála a ágneses ndukó, de a ekers állandó árasűrűsége eseén. β vasag ekers B =? ekers ss 5.5. ábra. Az elrendezés vázraza 5.. ÁADÓ GEJEZTÉ EETE VAMAG PÓUOK KÚPZÖGÉEK FÜGGVÉYÉBE Ebben az eseben az vzsgála, hogyan alakul a B ágneses ndukó éréke a β szög félkúpszög növelésekor abban az eseben, ha a ϴ gereszés állandó. A szuláós érés eredény az 5.6 ábrán láhauk. A szuláó 5 -es légréssel végeze. ϴ = 7800 A 5.6. ábra. zuláós eredény, ha ϴ = állandó 7

72 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A β szög növelésekor az ndukó növekszk a légrésben 5. ábláza, hszen a válozalan gereszés geoeralag közelebb kerül a légréshez. Ennek vszon az az ára, hogy nagyobb az áraerősség a gereszőekersben. Ez erészees, hszen a ekers külső éree ne válozk, a eneszá kevesebb, a gereszés pedg válozalan. Tehá hűés nélkül az ado gereszés ne üzeeleheő. 5. ábláza β szög B [Tesla] 5 légrés 0,69 0,487 0,604 0,649 40,66 48, ÁADÓ ÁAMŰŰÉG EETE VAMAG PÓUOK KÚPZÖGÉEK FÜGGVÉYÉBE Mvel eserséges hűés ne szándékoza bevnn a felágnesezőbe, ezér egy olyan árasűrűséggel száola, ely waos veszesége ne okozha úlzo felelegedés. Az árasűrűsége állandó éréken aroa. Így ére el, hogy az áraerősség ne növekeden, a gereszés vszon sökken. A szuláós eredény az 5.7 ábrán láhauk. Észreveheük, hogy az ado geoeránál alálhaó egy opu. Tehá helyes vol az elképzelése a ervezés lleően. J = A/ T.50 T T.56 T 5.7. ábra. zuláós eredény, ha J = állandó 7

73 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Árasűrűségnek olyan éréke válaszoa a szuláó folyaán, aelynél a erészees hőelvezeés szakaszos üzeben egyensúly udo aran a erel hővel. Így órákon kereszül az YBCO öbök felágnesezéséhez szükséges darabonkén kb. peres dőarao szakaszos üzeeleéssel uda bzosían ugyans a felágnesezés ndg egy érés folyaa kövee. Terodnaka száíás ne végeze, er a felada ez ne kívána eg. A helyesen válaszo árasűrűség ez a vzsgálao szükségelenné ee. áhauk, hogy 0 fele sökken az ndukó. Ez a szuláós vzsgálao sznén 5 es légrésre vonakozaa. Az 5.8 ábra uaa az eredény. B Tesla B β fok β fok ϴ A A.4 Tesla Eler vllaos exaon gereszés 6 9 A.54 Tesla β fok degree 5.8. ábra. zög és gereszés opua Kérékelve az 5.8 ábrá, az állíhauk, hogy az ado geoerához az ado árasűrűség eseén egy opáls kúpszög arozk a axáls ndukó lleően. Az s láuk, hogy 0 O -os és 45 O -os félkúpszögnél azonos az ndukó éréke a légrésben, de 45 O -os szögnél óval ksebb gereszés szükséges. Ez s egy nagy előnye ennek a kvelezésnek. 45 O -os félkúp szögnél a 0 O -os esehez képes sak 6% a gereszés azonos ágneses ndukó lérehozásánál. Az 5.9 ábra a β szög függvényében uaa az ndukó éréke. Megfgyelheük, hogy növekvő árasűrűség eseén az opáls szög s növekszk. 7

74 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége B Tesla B [Tesla] Flux densy depends on he one angle used a övekvő árasűrűség eseén az opáls β szög növekszk. dfferen eleral exaon urren densy J [A/ ] β szög * o ] degree 5.9. ábra. ndukó a β szög függvényében, paraéer az árasűsrűség 5. MÉÉ EEDMÉYEK A/ A érés eredényeke ké különböző elesíényfelvéelnél uao be. 5 W elesényfelvéelnél a légrés függvényében az ndukó 5.0 ábra, íg 650 W-nál az 5. ábra uaa. B Tesla Flux densy n he ar gap of he axs of he sery n he enre a 5 W dsane pólusok of ávolsága he poles 5.0. ábra. Mérés eredény 5 W -nál 74

75 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége B Tesla Flux densy n he ar gap of he axs of he sery n he enre a 650 W dsane pólusok of ávolsága he poles 5.. ábra. Mérés eredény 650 W-nál A felágnesező készülék egvalósíásával és érés eredényevel gazola, hogy Tesla ágneses ndukó előállíhaó 8 -es légrésben, 650 W elesíény felvéelével, a geresző ekersek eserséges hűése nélkül. A berendezés alkalas YBCO öbök felágnesezésére. 5.4 AKAMAZÁ YBCO ZUPAVEZETŐ TÖMBÖK FEMÁGEEZÉÉE gazolásul néhány YBCO öb fluxusbefogásá uao be. Az 5. ábrán egy 8 x 8 x 8 -es öb érés adaából láhauk, hogy az anyag ne reped. A érés eredény érbel grafkona D-ben egeknheő. A érés az erre a élra készül ágneses leapogaóval és szofverrel készül. Az eszköz és a hozzáarozó szofver aníványa feleszeék, a Keskeé Főskola GAMF Karán TDK unka kereében. 5.. ábra. e reped YBCO öb Az 5. ábra ár egy ásk, de hbás anyago ua. A grafkonon a érbel érés egy eszőleges helyen ve eszeé szaggao vonal láhauk. 75

76 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége B A A B 5.. ábra. eped YBCO öb Az 5.4 ábrán egy ágnes és egy felágneseze szupravezeő érbel érés eredényének összehasonlíása láhaó ábra. Felágneseze YBCO öb és ágnes együes vzsgálaa 5.5. TÉZ YBCO öb felágnesező A geresző ekersek eserséges hűése nélkül készíheő egy olyan felágnesező készülék, ely 50 áérőű, 0 - agas YBCO öb szupravezeők felágnesezésére alkalas. A felágnesezéshez szükséges T ágneses ndukó a szükséges 8 -es légrésben előállíhaó a geresző ekersek eserséges hűése nélkül. Ado külső befoglaló éreű geresző ekersek és a hozzáarozó ado pólusfelüleű vasagok kúpos kalakíásával és annak egekerselésével ado árasűrűséghez alálhaó olyan opáls pólus kúpszög, elynél axáls ágneses ndukó érheő el a légrésben. [69]. a zuláóval gazola, hogy ado külső befoglaló éreű geresző ekersek és a hozzáarozó ado pólusfelüleű vasagok kúpszögének függvényében egy ado légrésnél alálhaó olyan kúpszög, elynél axáls a légrés unkaérfoga ágneses ndukóa. Ugyansak szuláóval gazola, hogy növekvő árasűrűség eseén az opu az előzőnél nagyobb kúpszögnél adódk. b Mérés eredényekkel gazola, hogy 8,4 -es légrésben Tesla ágneses ndukó előállíhaó a geresző ekersek eserséges hűése nélkül az YBCO öbök felágnesezés deére kb. per. A felágnesezővel a egunkál YBCO szupravezeő öböke eszelés élából fluxusbefogással lehe vzsgáln. A gyakorla szeponából fonos fakor, hogy a készülék kvelezése gazdaságos. 76

77 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 6. ÚJ TUDOMÁYO EEDMÉYEK 6..TÉZ ranszfer eléle és kísérle ézs Megállapíoa, hogy az dőben állandó és dőben válozó ágneses fluxus ávele leheséges szeparál vasag körök közö egy vagy öbb zár hurkos szupravezeővel. Az ável eléleleg és kísérleleg s bzonyíoa. Mnd az dőben állandó, és nd az dőben válozó fluxusávelnek ú gyakorla alkalazás leheősége van. [7], [9], [4]. a Eléle kdolgozással gazola, hogy az YBCO szupravezeő öbből egunkál gyűrű, és az YBCO. generáós szupravezeő szalag felhasználhaó dőben állandó és dőben válozó fluxus ávelére szeparál vasag körök közö. Megada a fluxusável során a prer és szekunder ekvvalens ágneses ellenállás eghaározására vonakozó összefüggéseke, elyekkel a prer gereszésből könnyen kszáíhaó a szeparál vasagok fluxusának éréke. Megada az az összefüggés, ellyel a szupravezeő hurok áraa kszáíhaó abban az álalános eseben, akor eszőleges száú zár és ágneses ellenállásával elleezheő hurok vesz körbe a szupravezeő hurko, eszőleges száú vasag külső gereszése eseén. Megada a véges ellenállás haásá a fluxusável folyaaára. b Mérésekkel gazola az dőben állandó és válozó fluxus ávelének leheőségé ké szeparál vasag kör közö szupravezeő felhasználásával. Valóában a prer vasagkör fluxusa külső gereszéssel válozahaó, és ennek haására az ável folyaán a szekunder vasag fluxusa egválozk, de az ú éréké dőben egara. gazola, hogy a fluxus ávele a szupravezeő ágneses ér nélkül hűése eseében ZFC, zero feld ooled, lleve a szupravezeő ágneses érben örénő hűésekor s FC, feld ooled leheséges. Az par alkalazás előkészíése érdekében éréssel gazola, hogy az 50 Hz-es válakozó fluxus ávele s egvalósíhaó szeparál vasag körök közö. 6.. TÉZ önkorláozás ú ípusa A szeparál vasag körök közö fluxusável elvével, lleve az álala bevezee akív ágneses rövdzár elvének egvalósíásával önkorláozó ranszforáor készíheő YBCO szupravezeő felhasználásával. A szeparál vasagos kvelű egy- és hárofázsú önkorláozó ranszforáor érés eredényevel gazola az elv űködőképességé. Az akív ágneses rövdzár elvé YBCO szupravezeővel valósíoa eg, elye nd eléleleg, nd gyakorlalag gazola és elkészíee az elv alapán egy egyfázsú önkorláozó ranszforáor, elynek érés eredénye gazolák az önkorláozás ényé. [50], [5]. a Eléle kdolgozással eghaároza a ranszfer üze és ranszfer korláozás ényezőke szeparál vasagok közö, elyekkel az ado szupravezeő huzal paraéereből eldönheő, hogy a szalag lyen uladonságokkal elleezheő a fluxusávelre és árakorláozásra szeparál vasagos kvelben. b Egy- és hárofázsú fluxusávellel űködő, szeparál vasagkörös önkorláozó ranszforáor érés eredényevel gazola az önkorláozás ényé. 77

78 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Eléleleg gazola, hogy szupravezeő szalaggal egvalósío akív ágneses rövdzárral egyfázsú hárooszlopos önkorláozó ranszforáor hozhaunk lére. Meghaároza a háro oszlopból a gereszésekkel elláo ké, zár vasag oszlopo együesen áhurkoló szupravezeő hurok áraá. gazola, hogy a szupravezeő hurok áraa kzárólag az együesen áhurkol zár vasag oszlopok ágneses ellenállásanak arányáól, valan a prer gereszés, lleve annak haására kalakul szekunder gereszésől függ, és függelen a zár hurkon á ne haladó szórás uak ágneses ellenállásáól. gazola, hogy a hurkon kívül szórás ua bzosíó ágneses ellenállások a korláozás folyaaban a fluxuseloszlással a korláozás arány befolyásolák. 6.. TÉZ YBCO öb felágnesező A geresző ekersek eserséges hűése nélkül készíheő egy olyan felágnesező készülék, ely 50 áérőű, 0 - agas YBCO öb szupravezeők felágnesezésére alkalas. A felágnesezéshez szükséges T ágneses ndukó a szükséges 8 -es légrésben előállíhaó a geresző ekersek eserséges hűése nélkül. Ado külső befoglaló éreű geresző ekersek és a hozzáarozó ado pólusfelüleű vasagok kúpos kalakíásával és annak egekerselésével ado árasűrűséghez alálhaó olyan opáls pólus kúpszög, elynél axáls ágneses ndukó érheő el a légrésben. [69]. a zuláóval gazola, hogy ado külső befoglaló éreű geresző ekersek és a hozzáarozó ado pólusfelüleű vasagok kúpszögének függvényében egy ado légrésnél alálhaó olyan kúpszög, elynél axáls a légrés unkaérfoga ágneses ndukóa. Ugyansak szuláóval gazola, hogy növekvő árasűrűség eseén az opu az előzőnél nagyobb kúpszögnél adódk. b Mérés eredényekkel gazola, hogy 8,4 -es légrésben Tesla ágneses ndukó előállíhaó a geresző ekersek eserséges hűése nélkül az YBCO öbök felágnesezés deére kb. per. A felágnesezővel a egunkál YBCO szupravezeő öböke eszelés élából fluxusbefogással lehe vzsgáln. A gyakorla szeponából fonos fakor, hogy a készülék kvelezése gazdaságos. 78

79 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 7. TÉZEK AOKPOTJA, KTÉUMA A dsszeráó eredel köösége és dő-korláa a nns leheőség részleesebben seren azoka a öbble eredényeke, elyekkel rendelkeze. Ugyanakkor úabb és úabb gondolaok egvalósíásá erveze. 7.. TÉZ KÖÜHATÁOÁA Csak a fluxusável eléle és gyakorla egoldása képeze a ézsee. e arozk de a hagyoányos és fázsú ranszforáorral örénő nőség összehasonlíás, valan a különböző zárlafaák összehasonlíása. Elfogado énykén kezele a szupravezeőben lezaló fzka folyaaoka. 7.. TÉZ KÖÜHATÁOÁA Csak az akív ágneses rövdzár eléle és gyakorla gazolása arozk a ézsehez. e képez árgyá az akív ágneses rövdzár elvén űködő ranszforáornak és a hagyoányos ranszforáornak az összehasonlíása. 7.. TÉZ KÖÜHATÁOÁA Csak a Tesla 8 -es légrésben örénő előállíás leheőségé aralazza a gereszőekersek eserséges hűése nélkül egoldással az YBCO öbök felágnesezés deére. e árgya a ézsnek erodnakalag vzsgáln a berendezés. Kzárólag egy ado árasűrűséghez arozó opu eghaározása a él szuláós egoldással. Az YBCO öb fluxusbefogásának énye száora elfogado, ezér ézse ne aralazza a fluxusbefogás fzka eléleé a felágnesezés folyaaában. 8. TOVÁBB KUTATÁ FEADATOK A dsszeráóban sere, elkezde unká folyan fogo. 8.. TÉZ FOYTATÁA A ézs folyaásakén az,, és fázsú zárlaok összehasonlíásá kíváno elvégezn a hagyoányos ranszforáorok zárlaaval. Tovább feladaonak űze k, hogy a veszeségeke a hagyoányos ranszforáorokéhoz hasonló sznre vgye le. Jelenleg ezen ár dolgozo, de ég kora nylakozn. 8.. TÉZ FOYTATÁA Mnőség összehasonlíás kívánok végezn egy hasonló elesíényű hagyoányos ranszforáorral. Vzsgáln fogo a párhuzaosan, lleve sorosan elhelyeze szupravezeő szalagok űködés különbségé. 8.. TÉZ FOYTATÁA Tovább élonak űze k, hogy szupravezeő ekers felhasználásával opalzálo a felágnesező. 79

80 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 9. FÜGGEÉK 9. A ZUPAVEZETŐ AYAGOK ÖVD TÖTÉET ÁTTEKTÉE A szupravezeő anyagoknak ké nagy soporá különbözeük eg. Az -es ípus és a -es ípus. Az -es ípus felfedezése Kaerlngh Onnes holland fzkus nevéhez fűződk. Kaerlngh Onnesnek leheősége vol a szupravezeők felfedezésre, er évvel korábban seppfolyósíoa a héluo, és ezzel a -68,9 o C on seppfolyósodó gázzal kísérleezhee az alasony hőérsékleek aroányában E TÍPUÚ ZUPAVEZETŐ AYAGOK Az -es ípusú anyagok krkus hőérsékleük fele elveszík szupravezeő uladonságaka, de ez ne sak a hőérsékle eelkedésével kövekezk be, hane a környező ágneses ér növekedésével s. Ez nevezzük krkus ágneses érnek H. Eddg a ágneses érg az anyag Messner-állapoban [70] van, íg fölöe norál állapoba kerül. Messner-állapog a ágneses ér behaolásának éréké az anyagba a ondon-féle behaolás élység ada eg, aely anyagól függően válozk. agysága kb. λ=60 n [7]. A 9. áblázaban ebbe a soporba arozó néhány ele krkus hőérséklee, lleve krkus ágneses ere láhaó [7]. Ezek az -es ípusú anyagok az AH alasony hőérsékleű szupravezeők soporába aroznak. Az -es ípus anapság ne használuk. 9.. ábláza Ele Krkus Krkus ágneses ér hőérsékle T K H A/ nóbu 9,46, hgany 4.5,8 0 4 ólo 7,9 6,9 0 4 vanádu 5,, ón,7, AACOY HŐMÉÉKETŰ -E TÍPUÚ ZUPAVEZETŐ AYAGOK 955-ben G. B. Ynea az llnos Egyee fzkusa nóbu huzalból ekersel elekroágnes, aely a várnál obban skerül, ugyans nagyobb ere udo lérehozn, n aely a sza nóbu krkus ágneses erére adódo. Az érék készerese vol a 8 évvel korább érésekből ser éréknek. 95-ben beeleneék az a ény, hogy a féek vselkedéséől elérően az övözeekbe behaol ágneses fluxus sökkenő külső érben ne szorul k elesen az anyagból, hane a fében arad addg, íg az anyag szupravezeő állapoban van. Ekkor gondolak először arra, hogy az övöze ágnesesen ne hoogén, hane fonalakból álló háló aralaz, aelynek krkus éréke agasabb, n az anyag egészéé. Ez a elenség a későbbekben fluxusegköés néven vál seré [7]. Ynea kísérleenél ég ne uda, hogy a deforál nákban a fluxus szálak a rásorzulásokhoz, azaz a deforál helyekhez s köődnek. Mvel nóbu huzal használ, az elenősen deforál vol a szabályos felépíésű nóbuhoz képes, ezér skerül a várnál készer nagyobb ágneses ere előállíana. 986-g az nereallkus vegyüleek és övözeek közö skerül elérn a legnagyobb krkus hőérséklee b Ge K, valan a legnagyobb krkus ágneses ere. A 9. áblázaban néhány lyen -es ípusú anyag krkus hőérsékleé és krkus ágneses eré láhauk. 80

81 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Vegyüle lleve övöze 9.. ábláza Krkus hőérsékle T K Krkus ágneses ér H A/ b Al 0,8 Ge 0, 0,5 0,8 0 7 b n 8,5,6 0 7 b Al 8,6 0 7 V 7, 0 7 V Ga 6,8,8 0 7 Ezek az úgyneveze alasony hőérsékleű, -es ípusú szupravezeők az -es ípusú szupravezeő anyagokól elérő ódon vselkednek. övelve a külső ágneses érerősség éréké a H alsó krkus érerősségg deáls daágneses uladonságo uanak, hasonlóan az -es ípusúakhoz. Erre a szakaszra sak a Messner-Ohsenfeld-effekus érvényes, úgy s fogalazhaunk, hogy ebben a aroányban a ágnesezeség lneársan arányos a külső ágneses érrel és azzal ellenées rányú. A külső ágneses ér éréké a H érékénél ovább növelve a ágneses ér folyaaosan kezd behaoln az anyagba, ely a felső krkus ágneses érerősségg H ar. A H és a H közö szupravezeő állapo esz leheővé a nagyobb ágneses érerősség elle szupravezeés. Ha a külső ágneses ér elér a H éréke, az anyag norál állapoba egy á. A elleggöbé az 9. ábra uaa. -M H H H 9.. ábra. Mágnesezeség a érerősség függvényében Az 960-as évekől kezdve ár ne száío údonságnak ezen anyagok alkalazása. Például b n szalaggal 5 Teslára ervezék az elekroágneseke [74]. 970-ől ár az orvosudoányban M berendezéseknél s alkalazák ezen anyagoka [75]. Érdees egelíen, hogy ezeknél a berendezéseknél ne sak a agas ndukó érék vol a lényeges, hane a ér hoogenása s. Ez a egegyzés azér esze, er elenleg kuaások folynak a későbbekben rövden sereésre kerülő MH agas hőérsékleű szupravezeő keráa alapú szupravezeő gyűrűkkel hoogén ágneses erek előállíására M és M berendezések [76], [77] száára. 9.. MAGA HŐMÉÉKETŰ -E TÍPUÚ ZUPAVEZETŐ AYAGOK 986 sznén fordulópon vol, hszen az eddg legagasabb T krkus hőérsékle axuá és a H krkus ágneses ér axuá elenős érékben álépék. George Bednorz és Alex Müller előállíoák a a-ba-cu-o alapú keráa szupravezeő, elynek T hőérséklee 5 K körülre adódo. Az eredényér obel día kapak. A obel-día kváló kk abszraká déze foráában a kövekező sorokban láhauk [78]: 8

82 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége POBE HGH-TC UPECODUCTVTY THE BA-A-CU-O YTEM J. G. Bednorz and K. A. Müller BM Zürh esearh aboraory, äuersrasse 4, CH-880 üshlkon, wzerland eeved: 7 Aprl 986 Absra Meall, oxygen-defen opounds n he Ba a Cu O syse, wh he oposon Ba x a 5 x Cu 5 O 5 y have been prepared n polyrysallne for. aples wh x= and 0.75, y>0, annealed below 900 C under redung ondons, onss of hree phases, one of he a perovske-lke xed-valen opper opound. Upon oolng, he saples show a lnear derease n ressvy, hen an approxaely logarh nrease, nerpreed as a begnnng of loalzaon. Fnally an abrup derease by up o hree orders of agnude ours, rensen of he onse of perolave superonduvy. The hghes onse eperaure s observed n he 0 K range. s arkedly redued by hgh urren denses. Thus, resuls parally fro he perolave naure, bue possbly also fro D superondung fluuaons of double perovske layers of one of he phases presen. Pár hónappal később Maw-Kuen Wu kína szárazású aerka kuaó 8 ársával beelenee az Y-Ba-Cu-O YBCO szupravezeő elkészíésé, elynek krkus hőérséklee ár a folyékony nrogén forráspona 77 K fölö bekövekeze [79]. Az alkalazás ellegű kuaásokhoz ez elenee az gaz áörés. Ezek az úgyneveze MH anyagok agas hőérsékleű szupravezeők. Az YBCO egelenésével kezdeé vee az nenzívebb alkalazás orenál kuaás. Már elel öbb n 4 év ezen oxd-szupravezeők felfedezése óa, aelyek a folyékony nrogén hőérsékleén szupravezeő állapoba kerülnek. Egy lyen nedeáls -es ípusú agas hőérsékleű szupravezeő fele egy peranens ágnes nden ovább nélkül sabl állapoban képes lebegn. A lebegés gyakran a Messner-Ohsenfeld-effekus kövekezényekén érelezk, de udnunk kell, hogy ez a haás sak ksebb ágneses érben, az alsó krkus ndukó érékég gaz. Ennél nagyobb ágneses ereknél az úgyneveze kever állapo ön lére, azaz a külső ágneses ér nagyságáól függően kezd behaoln a szupravezeőbe, ez a 9. ábra uaa [80]. B orál Kever B Messner T C 9.. ábra. Kever állapo T 8

83 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A ne-deáls -es ípusú, azaz fluxusrögzíő enrual pnnng enru rendelkező szupravezeők alkalazása ebben a kever aroányban a Messner Ohsenfed-állapo egszűnésének haáráól a felső krkus ndukó érékég űködnek. a fluxusszálak a pnnng enruokhoz köődnek, és akadályozzák a fluxusok ozgásá. Ezekben az anyagokban ez szándékosan bev nhoogenások bzosíák, és így egnövelk a krkus ágneses ér nagyságá. lyen lehe például a dszlokáó, a szesehaár, az egyenlees eloszlású ne szupravezeő fázs. Erős ágneses erek befogásánál nedeáls -es ípusú öb szupravezeő használnak. A fluxus befogására ól bevál anyag az Y Ba Cu O 7 -x YBCO. Az anyagban az Y Ba Cu O 5 ne szupravezeő fázs zöld fázs kalakíásával bzosíák a pnnng enruoka, elyek leheővé eszk, hogy a külső ágneses ér egszűnése uán szupravezeő állapoban a fluxus egaradon az anyagban. A folyaao felágnesezésnek, a sapdába ee fluxus, aely a pnnng enruhoz köődk, befogo fluxusnak rapped flux nevezk. orál állapoban se a Messner Ohsenfeld effekus, se pedg a fluxusrögzíés haása ne érvényesül. Ekkor az anyag norál állapoú, relaív pereablása egközelíőleg éréke vesz fel. A ágneses erővonalak áhaolnak az anyagon. Érdees egelíen, hogy egy vékony szupravezeő gyűrű s képes a fluxusá egaran, de ez ne a pnnng haás a van, hane a fluxusállandóság érvényesül. Ha nns fluxusozgás az anyagban, akkor nns ebből eredően veszeség se, a elegíené az anyago. Pnnng enrual rendelkező, ehá nedeáls eseben erő ellenében pnnng erő ud a ágneses ér behaoln az anyagba az nhoogenások helyére, de onnan sznén erő ellenében ud kozduln. Közbenső állapoban a ágneses fluxus az elíe pnnng enruokhoz köődk. A fluxus ozgása a hőérsékle eelkedésé déz elő, és a szupravezeő állapo egszűnésével árha. A ne-deáls -es ípusú szupravezeőknél, vel akadályozava van a fluxus ozgása a pnnng enruok álal, a krkus ágneses ér és a krkus árasűrűség nagy érékeke vehe fel. A hőérsékle sökkenésével a krkus ágneses ér, lleve a krkus árasűrűség éréke elenősen nőnek. Ezér s szokák ezeke a agas hőérsékleű szupravezeőke óval a nrogén forráspona ala hőérsékleen alkalazn. Például az ME energa árolókban használ YBCO huzal ezér ne a folyékony nrogén forrásponán, hane annál alasonyabb hőérsékleen űködek [8], [8]. A 9. áblázaban néhány -es ípusú, agas hőérsékleű anyag láhaó krkus hőérsékleének felüneése elle [8]. Anyag 9. ábláza Krkus hőérsékle T K YBa Cu O 6,5 6 YBa Cu O 6,9 8 YBa Cu O 6,94 9, EuBaCuO 7-δ 95 B r CaCu O 8 09 Tl Ba Ca Cu O 0 Veszélyes, erősen érgező! HgBa Ca O 8+δ A ne pnnngel deáls -es ípusú szupravezeőknél a krkus ágneses ér és a krkus árasűrűség éréke közelíőleg nulla éréke ad, vel a orenz-erő ksöpr a 8

84 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége ágneses erővonalaka a szupravezeő belseéből, ehá gyakorla alkalazásuk ne leheséges. A kuaások elenleg öbb rányban folynak. Elsősorban agasabb T hőérsékleű, ásodsorban nagyobb krkus ágneses érerővel és nagyobb krkus árasűrűséggel rendelkező szupravezeők előállíása a él. A gyárásehnológa a 50 -nél nagyobb áérőű YBCO öböke nehéz legyáran. Ugyanakkor ne kol vágy a nagyobb éreű öbök előállíása se. Gondolunk például a ár egvalósío, de ég ne reprodukálhaó hegeszés elárásokra, elye née-ukrán kuaósopor felesze k YBCO öbre [84], [85], [86], vagy a ulseed -es [87] ehnológával végze kísérleekre. 007 szepeberében Brüsszelben a EUCA Konferenán apán kuaók beeleneék, hogy az yru helye a óval drágább gadolínu alkalazásával 40 áérőű szupravezeő öbö skerül előállían, elynek krkus hőérséklee 94 K. lyen feléelekkel rendelkező szupravezeőkkel olyan ú gépek, berendezések lennének egvalósíhaók, elyek a elenleg alkalazásoknál gazdaságosabban üzeeleheők. 9. ÁTAAM KFEJEZTETT MEGMUKÁÁ TECHOÓGÁK 9... MMÁVZE ÖBÍTÉ TECHOÓGA Első próbafúrása során az. feezeben az. ábrán láhaó egunkál YBCO unkadarab eles egunkálás dee kb. 0 per vol. Az anyago ezuán öbbször lehűve 77 K-re, repedezés ne vol láhaó. Mvel a 9 x 9 x 7 -es próbadarabon klen egunkálás végeze repedés nélkül, kísérlee ee 5 -es vasagságú öbökben s furaok egunkálására ez láhauk a 9. ábrán, aelyek sznén ne uaak repedés. A 9. ábrán láhaó öbö, aelybe a ké furao készíee, ugyanlyen elárással egy 8 x 8 x 5 vasagságú öbből unkála k egy fúrás űveleel. Az YBCO öb egunkálás folyaaa: 9.. ábra. YBCO unkadarabok Mvel az anyag sszolás keénysége ksebb, n az üvegé, egyérelű, hogy az üvegfúrás ehnológáá lehe alkalazn, néhány speáls kegészíéssel. Tehnológa válozaok, elyeke eszele: pregnálás nélkül anyag egunkálása vzes öblíéssel ez akkor élszerű, ha az anyago a későbbekben vllaos köéssel szándékozunk ellán; keény paraffnnal hosszú szénlánú paraffn pregnál anyag egunkálása vzes öblíéssel; keény paraffnnal pregnál anyag egunkálása folyékony paraffn rövd szénlánú paraffn öblíéssel. A későbbekben ez uóbb elveee, vel eszele a lágy, keény és folyékony paraffnok keénységé a folyékony nrogén forrásponán. Az eredény az uaa, hogy a 84

85 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége keény hosszabb szénlánú vegyüle keénysége ksebb, n a folyékony paraffné. A née PHT Kuaónézeben beve gyakorla, hogy keény paraffnnal pregnálák az YBCO öböke. A fúrás során gyéánporral bevon hengerfelüleel fúra. A henger belseébe bevezee kevés víz a kelekező por egkööe és a fúrófe ozgaásával elávolíhaó vol. Víznyoás gyakorlalag ne vol, és a néhány peres fúrás dőaraa a vegy áalakuláshoz kevés vol uólagos vzsgálaank ez gazolák s. A korábban elíe vízvágásos ódszernél óval nagyobb víznyoás alkalazak, ely elősegíee, hogy a víz az anyag élyebb réegebe dffundálódon. A vízvágásos ehnológa így elesen hbás elképzelés vol. A 9.4 ábrán a fúrás ehnológa láhaó, aely hasonlí az üvegfúrás folyaaához. Fúráskor a külső henger áll, a belső henger pedg egy fúrógép forgaa. Az ábrán láhaó furaokon kereszül az öblíő és hűőfolyadék víz a gyéánporral bevon belső hengerbe akkor s be ud folyn, ha az forog. A forgó henger fel- és lefelé való ozgaásával a folyadék köblí a szupravezeő por a furaból a sszol felüleről. előolás sapágy szerng víz szerng valve ol gyéánpor víz YBCO sapágy víz 9.4. ábra. Mnálvzes fúrás ehnológa Az álala kfúr nadarabok felágnesezéssel való ellenőrzésé őle függelenül s elvégezék a éna nsu Für Physkalshe Hohehnologe-ben, elyről Tobas Habsreuher née fzkus Budapesen a 0h Advaned udes on uperondung Engneerng en szóbel előadásában elíés e. zóbel prezenáóában 9.5 ábra egyérelűen kelenee, hogy a ehnológa egfelelő. 85

86 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 9.5. ábra. Megunkál ná érés eredénye a éna PHT Kuaónézeből 9.. MEGMUKÁÁ FOYÉKOY TOGÉBE A egunkálásnak olyannak kell lenne, hogy a kelekező szupravezeőpor ne szennyezze a környezee, a por legyen egköve és a későbbekben legyen úrahasznosíhaó. Az YBCO keráa alapú szupravezeő öb környezebará egunkálására s egyre nagyobb gény uakozk. A kövekezőkben olyan ehnológá sereek [88], aelynek során a egunkálás folyékony nrogénben végeze. Aennyben a folyékony nrogén alkalas a egunkálás során kelekező szupravezeő-por egköésére és az anyag ne reped el, a fenebb vázol él gyakorlalag el s ére. A egunkálás uán 0 perel az YBCO szupravezeőpor szárazzá válk, vel a folyékony nrogén elpárolog, így ne kell a vze elávolían. Próbafúrásoka a 9.4 ábrán beuaohoz hasonló berendezéssel végeze, aelynek űködése hasonló a koronafúrásnak vagy agfúrásnak angolul repannng-nak neveze eláráshoz a szerszá egy körgyűrű enén forgásol, és a egunkál anyagból kalakuló belső ag a űvele végén kesk, de az anyagleválaszás a szerszá a belső ső alsó részén lévő gyéánbevonaos rész végz. A 9.4 ábrán láhaó berendezés nyoáshaárolóval és szeleppel egészíee k, hogy alkalas legyen a folyékony nrogénes egunkálásra. A henger belseébe ne engedhee be folyékony nrogén, er a szerng anyaga önkreen volna, de ndenképpen bzosían kelle, hogy a forgó henger belseében legyen folyékony nrogén annak érdekében, hogy a por egkösse és az öblíés elvégezze. 86

87 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége A 9.4 ábrán láo berendezés ódosío válozaá a 9.6 ábrán láhauk. bearng sapágy szerng nyoáshaároló előolás szelep daond gyéánszesés dus réeg YBCO folyékony nrogén Mahnng 9.6. ábra. Folyékony nrogénben örénő fúrás A 9.6 ábrán láhaó szelep feladaa az, hogy a fúrófenek a unkadarabra való ráhelyezésekor a folyékony nrogén a fúróhenger belseében az ábrán láhaó ódon fel udon eelkedn a folyékony nrogén külső sznég. Ez úgy érük el, hogy a fúrófenek a unkadarabra való helyezésekor egnyuk az álló henger és a nyoáshaároló közö szelepe, így a levegő, lleve a párolgásból szárazó nrogén-gőz el ud ávozn a rendszerből, és áada helyé a folyékony nrogénnek. Ezuán záruk a szelepe. A fúrás egkezdésekor a forgó henger belseében a nrogén elkezd párologn, és az o kelekező nrogéngőz nyoásának haására a ég o lévő folyékony nrogén a sszol felüleről leöblí a szupravezeő por. A nyoáshaárolónak az a feladaa, hogy a henger belseében a nrogén párolgása kövekezében kalakuló nyoás ne engede egy bzonyos érék fölé növekedn. A fúrófe fel- és lefelé rányuló ozgaásával, valan a szelep űködeésével bzosíhaó a henger belseében a folyékony nrogén állandó elenlée. A 9.7 ábrán az a öbö láhauk, aelybe háro furao készíee, ndegyke ásás ehnológával. Az első nálvzes, a ásodka folyékony paraffnos, íg a haradka folyékony nrogénes öblíéssel fúra k. Az ábrán a legfölül láhaó fura készül nrogénes öblíéssel. A furaok hosszúsága 7. Megegyze, hogy ez a ársá egy nagyobb öbből eele k az seree nálvzes YBCO egunkálás ehnológával ábra. Háro furao aralazó YBCO öb 87

88 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége Ennek a száora egy kssé eglepő eredénynek a brokában kezde nek egy 8x8-es, 5 vasagságú öb kfúrásának, elynek során egy 8 áérőű furao készíee. Folyékony nrogén alkalazása a ég a gondolaa se erülhe fel a fázsválozásnak, de a repedésé vszon gen. A kfúr nán a repedésvzsgálao Jénában az PHT Kuaónézeben őle függelenül ellenőrzék felágnesezéssel. A 9.8 ábrán láhaó a 8x8x5 -es kndulás YBCO öb, a fúrás eredénye és a repedésenessége gazoló felágnesezés grafkon. Olyan öbö válaszoa, aelyen szeel s láhaó felüle repedések volak. áadásul szándékosan egy rég fúrógépe használa, ely ksérékben forgás közben üö. Meglepő ódon a ár eglévő repedések ne repedek ovább. Ez vol az első, lyen éreű nrogénben végze egunkáláso, és az anyag ne reped el. A dsszeráóhoz saol CD-n erről egy vdeofl láhaó. A fúrás n = 600/n fordulaszáal ez a 8 áérőn 0,9 /s kerüle sebessége elene, kéz előolással végeze. B [T] T ábra. Megunkálás elő és uán állapo és befogo fluxus ényeg kérdés vol ovábbá, hogy a szerszá károsodk-e ezen a hőérsékleen. Ezér a nrogénes fúrás uán a szerszáo az üzenél nagyobb génybevéelű erhelésnek ee k, de azon károsodás ne vol egfgyelheő. A felágnesező érés az PHT Kuaónézeben végezék el őle függelenül, a egunkálás uán hónappal később FC-üzeódban ágneses érben hűve,,5 T ágneses ndukóval. esak fúrás, hane vágás egunkálás s eszele folyékony nrogénben, és a vzsgálaok pozív eredénnyel zárulak. A 9.9 ábrán a fúrás űvele egy pllanaa láhaó ábra. Fúrás folyékony nrogénben 88

89 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 9. HAGYOMÁYO FUXUTAZFOMÁTO A külső ere érzékelő ekers és a elekers egyással sorba van köve és szupravezeő huzalból készül 9.0 ábra. Tehá ennek segíségével a érendő ele be lehe uan a szupravezeő gyűrű árnyékolással elláo érzékelő erébe. Mvel ez egy zár hurok s egyben, ezér a fluxusállandóság elve érvényes rá. A külső ágneses ér egválozásakor a ké sorba kapsol szupravezeő ekersen ndukál ára álal lérehozo ágneses ér, aelye a QUD gyűrű érzékel az vel való kölsönös ndukvása álal, arányos az ára erősségén kereszül a külső ágneses ér egválozásával, és ez ndaddg egara, aíg ez a egválozo állapo fennáll. QUD Φ külső M F ekers elekers, Érzékelő ekers 9.0. ábra. A QUD és a fluxusranszforáor kapsolaa Aennyben az -en áenő fluxus ΔΦ-vel egválozk, akkor ez olyan árao ndukál, aelynek k kell elégíen az kövekező egyenlee [89]: ΔΦ külső 0 9. fluxusranszforáor Így az áraal áár eneszáú ndukvású ekers M nagyságú fluxus ovábbí a QUD-be. Ez arányos a ΔΦ-vel. M az -es ekers és a QUD kölsönös ndukvása. Orlando és Deln 990-ben egelen könyvükben sznén sereék a DC fluxus ranszforálásá ké sorosan kapsol szupravezeőből készül ekers közö, a kölsönös ndukvásuk elhanyagolásával [90]. Az elv vázla a 9. ábrán láhaó. A hűés óda ZFC. B külső A A 9.. ábra. A DC fluxus ranszforálása Orlando és Deln levezeésével 89

90 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége, B A, 9. külső ahol külső külső, 9. 0, 9.4 külső 0, 9.5, 9.6 külső külső, 9.7 külső, 9.8 B A külső, 9.9 B külső A külső külső, 9.0 A B A B A, 9. külső A 9.4 ábrából és a levezeésből láhauk, hogy ké sorosan köö szupravezeő ekers fluxus vszonyaról van szó sznén abban az eseben, ha a ké ekers olyan ávol van egyásól, hogy elhanyagolhauk a kölsönös ndukvás a ké ekers közö. Tehá az Orlando és Deln könyvében seree levezeés s gazola a QUD-ben örénő alkalazás leheőségé és az, hogy a fluxusranszforálás fogala ala a szakrodaloban érenek. Érdees egelíen, hogy fluxusranszforáor agashőérsékleű szupravezeő huzalból s készíenek [9]. Az előbbekben elíe pkus képíésű fluxusranszforáor helye gyakran alkalaznak gradoéer, ely kvele száos szakrodal kkben egalálhaó [9], [9], [94], [95]. Az elv lényegében ugyanaz, n fluxusranszforáor eseén, sak az érzékelő ekers ké ekersből van kalakíva, és így a ké ekers közö fluxuskülönbség eredényez a zár szupravezeő rendszerben az árao. Tehá ez a berendezés a érendő ágneses ér gradensére érzékeny, és a érés szeponából ne kívánaos ávol elforrások zavaró haásá küszöböl k. 9.4 DOKTO MUKÁMHOZ KÖZVETEÜ EM KAPCOÓDÓ ZUPAVEZETŐVE VÉGZETT MUKÁK VÁZATO METETÉE POKTÁYO YBCO TÖMB EGYÁTÁA ZTEEÉE, AJTOÁ YOMÁ VZGÁATA Még a dokor skola egkezdése elő a 00%-os fázsra erveze szupravezeő anyago, elynek krkus hőérsékleé a BME uperteh aboraóruában ére eg. Csak azér erveze fázsra pnnngelés nélkül, er sak kzárólag a szupravezeő fázs elenléé szándékoza vzsgáln. egyárásánál arra örekede, hogy a bevál és közser klasszkus ú kereén belül a egszoko elárásokkal bzosan állísak elő 90

91 ndukvás H Kósa János PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége szupravezeő sznerelés elárással, vel az olvaszásos krsályosíással örénő YBCO gyárás Magyarországon ég ne egoldo. Az elkészíe 6 darab paszlla különböző nyoásokon készül el egy speáls, az erre a élra erveze lebegőarás saoló szerszáal. A legnagyobb nyoással készül na öegének ásfélszeresé s képes vol lebegen. Ké soroza szupravezeő készíee. Az első soroza legyárásá a kövekező reakóegyenle szern végeze: Y O + 4 BaOH 8 H O + 6 CuO = YBa Cu O y + H O Az egyenlenek egfelelő arányban kevere k a poroka, ad hoogenzála, saola és hőkezele. A krkus hőérsékle érésének eredénye a 9.5 ábrán láhaó. A érés elve az vol, hogy egy ekers belseébe helyeze a szupravezeő, ad folyaaosan hűve ére a hőérsékleé és a ekers ndukvásá. A felve elleggörbén ól láhaó, hogy a szupravezeő 94 K-nél elenk eg 9. ábra. A grafkonból ég az s leolvashaó, hogy ípusú szupravezeő fázs s elen van, elyek ás és ás krkus hőérsékleel rendelkeznek örésponok a görbén. A vzsgála gaz éla vszon a saolás nyoás haásának vzsgálaa vol, elynek eredényé a 9. ábrán láhauk. A nyoás válozaásának vzsgálaá ndukvás érésére vezee vssza. A kísérle elvégzése élából egy 00 enees ekerse készíee, elynek belseébe helyeze a legyáro náka, és ére az ndukvásoka. A vzsgálao ké különböző öeggel s elvégeze, és nd a ké eseben a saolás nyoás növekedése az ndukvás sökkenésé eredényeze. Ebből az a kövekezeés vona le, hogy nagyobb saolás nyoással készül nák obban kszoríák a ekers belseéből a ágneses erővonalaka. Ez az elen, hogy nagyobb a szupravezeő fázs aránya. A vzsgál saolás nyoások 60 MPa és 900 MPa érékek közö volak. Y-Ba-Cu Keskeé -ra erveze Főskola szupravezeő GAMF Karán 00.árus sznereléssel. krkus hőérsékleének érése 5. na Mérés helye: BME gyáro uperteh YBCO aboraóru szupravezeő Budapes 00.áprls6. árus [H],5 0,5 féle szupravezeőfázs kalakulásának kezdee 94 K 0 9,5 90K 9 8,5 86,5 K Terofeszülség krovol 9.. ábra. Krkus hőérsékle érése 9

92 ndukvás H 0,06 0,06 GPa 0,099 GPa 0, GPa 0,5 GPa 0,8 GPa 0, 0, GPa GPa 0,6 GPa 0,9 GPa GPa Kósa János PhD érekezés, 0 aolás nyoás haása a keráaalapú szupravezeő uladonságara YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége öeg öeg gyárás nyoás ábra. aolás nyoás haása a keráaalapú szupravezeő uladonságara A ásodk soroza gyárásánál ár a ehnológán válozaa, és pnnngelés alkalaza fázs kalakíásával. Az egyk ná, elérve a sza YBa Cu O y anyagban lévő :: szöhoeráól :,05:,4 féon arányokkal hoza lére. Erre azér vol 0 szükség, hogy a végerékben, az fázs elle alakulanak k rögzíő A érés enruok dees Y BaCuO 5 fázs foráában. Az anyaghoz ég hozzáada 0,05 súlyszázalékny P por a kelekező zöld fázs fázs fno eloszlása érdekében. A gyárás részlee ne seree. A 9.4 ábrán képe láhaunk a ágnes lebegeő náról ábra. Pnnngel, sznereléssel gyáro szupravezeő Keskeé Főskola, GAMF, 00 9

93 PhD érekezés, 0 YBCO szupravezeő gyűrűk és zár hurkok ú alkalazás leheősége 9.4. VÁTÓVA KÉZÍTETT EBEGŐ VOAT MODEJE EGYOO MÁGEPÁYÁVA 994 avaszán a Fzka zelében egelen egy kk, ely nagy haás gyakorol rá. Bánku József, az ETE egyee anára fordíásában háro apán kuaó álal seree ágneses lebegő vona odelle kerül beuaásra [96]. Megkerese szeélyesen Bánku anár ura, és leveíee neke a lebegő vonao űködés közben. Későbbekben TDK-s hallgaóal közösen elkészíeük az egysoros kvelű ágnes vona odellé lebegő válóval 9.5 ábra. Ez azér érdekes, er a klasszkus kvelű szupravezeős lebegő vonaok sínrendszere sor ágnes aralaznak. Az egysoros űködésére ne érek k. A lebegő vona űködése közben a dsszeráóhoz saol CD-én egeknheő ábra. Válóval készíe lebegő vona odelle egysoros ágnespályával 9