Способ создания сильного быстронарастающего магнитного поля и устройство для его осуществления

,.устройс За счет ПОС Н ОЙСТВО ДЛ57) Изоб ти магиитенияГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ ИЗО Б СОЗДАНИЯ СИЛЬНОГО БЫСТРОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УСТЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯетение относится к обласых измерений, Цель иэобрееличение времени существо 2валия магнитного поля, Возбуждаютоднородное переменное магнитное поле соленоида так, что вектор напряженности поля параллелен его оси, вмомент максимума магнитногомыкания соленоида в течениеного промежутка времени, УстФсодержит. накопитель 1, разряодновитковый соленоид .3,ный замкнутый. соленоид 4во 5 ввода, разрядник бь дополнительного .замкнутого соленоидаи определенного выбора его параметров обеспечивается увеличение времени существования сильного быстронартающего поля, 2 с,п,ф"лы, 1 ил,3 15 422Изобретение относится к. технике соэрацця сильных магнитных полей ипредназначено дпя использования ноласти энергетики,Целью изобретения является унелцче цие времени существования магнитногополя при сохранении крутизны фронтанарастания и амплитуды поляСпособ осуществляется следующимобразом, Создают однородное магнит 0не поле переменной величины, Векторн пряженности магнитного поля ариенти"р ван в пространстве и изменяет сновв ичину и,знак, Б объем, занятыймагнитным полем, вводят соленоид так,чФо вектор напряженности магнитногопОля параллелен его оси, МагнитноепОле. свободно проникает в соленоид,пОскольку он разомкнут, и по оконча 2 Онии ввода полностью заполняет его,К оме того, в процессе ввода по ниткам соленоида не текут паразитныетки, способные исказить картину полй, и распределение магнитного поля нсрленоиде соответствует начальному распределению поля н пространстве.По окончании ввода соленоид оказЬ 1 вается заполненным магнитным полем, раапределение которого соотнет 30ствует распределению поля в полостисоленоида при подключении его к источнику питания, Замыкают соленоид,, Соленоид экранирует внутреннюю полость, занятую полем, от источниковполя, Поток магнитного поля эахюзатына-.5ется в соленоид и начинает уменьшаться цо экспоненциальному закону сХарактерным временем спада Т пропорциональным отношецио ицдуктивности Ьсоленоида к его реэистинному сопро 4 Отивлению К.Для малых изменений потока можносчитать, что спад магнитного поляйроисходит по линейному закону эа45время Т е, -КВ таком случае спад поля от наЧального значения Н до значения Нйроисходит за нремя Т определяемоеиз соотношения 5 ОТ,= (1 -- )Я - (1 - )(1)Н Е 1 ТНо Е 1 о КДля затухания магнитного поля вО: Соленоиде от значения Н до значенияН ь Н . необходимо время Т, величинакоторого может быть определена изсоотношенияТ(1- - ) -Н Ь(2)Н 0 48В таком случае ныбором величиняцдуктивцости 1. и реэистцнцого сопротивлеция й соленоида иэ соотношения1. Т(3)В НфНгде Т - время удержания магнитногополя н полости соленоида:Н - величина магнитного поля во Фсоленоиде в начале периода.удержания;Н - величина магнитного поля вконце периода удержания, обеспечивают необходимое время удержания магнитного поля в заданных пределах,В максимуме поля производная поля по времени превращается в нуль и магнитное поле практически не меняется в течение достаточно длительного промежутка времени, что упрощает процесс нвода соленоида н поле, Замыкание соленоида в максимуме поля обеспечивает удержание поля от его максимального. амплитудного значения,Таким образом, сохраняя крутизнуфронта нарастания магнитного поляи его амплитуду, предлагаемый способпозволяет увеличить время существования магнитного поля,На чертеже приведено устройстводля создания сильного быстронарастающего магнитного .поля,Устройство содержит накопитель 1,разрядник 2, одновитковый соленоид 3, дополнительный соленоид 4,устройство 5 ввода дополнительногосоленоида 4 в соленоид 3 и второйразрядник 6,Накопитель 1, разрядник 2 и однонитконый соленоид 3 включены последовательно, соленоид 4 помещен в устройство 5 ввода, расположенное у торца соленоида 3 так, что оси соленоидов параллельны, и подключен к второму разряднику 6Работает устройство следующим образом,Разрядником 2 накопитель 1 подключается к соленоиду 3, В контуре,образованном из последонательно вклюгченных емкости накопителя 1, индуктивности однонитконого соленоида 3 ирезистивного сопротивления токоподводов,разрядника 2 и витков соленоида,возникают колебания тока, Ток, протекающий542248 6ио виткам соленоида 3, создает в нем од- на за счет увеличепия времени сущес- нородное магнитное поле. переменной вования квазипостоянной величины величины, сосредоточенное в полости поля вблизи максимума, Кроме того, соленоида 3Крутизна нарастания отсутствие переменной составляющей5фронта тока и его амплитуда так же,как потока поля в дополнительном солеони крутизна нарастапя фронта магнит- де 4 в максимуме амплитуды поля ного поля и его амплитуда, тем выше, снижает требования на изоляцию витков чем меньше индуктивность соленоида 3, соленоида 4 и разрядника 6, Однако ВекТор напряженности поля ориентиро при соблюдении укаэанных требований ван вдоль оси соленоида 3, дополнительный соленоид 4 может вводиться в одновитковый соленоид 3 в,Устройством 5 ввода перемещают до- любое времяполнительный соленоид 4 внутрь соленоида 3. Магнитное поле свободно за Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я полняет полость соленоида 4, поскольку он разомкнут. Вектор напряженнос- , Способ создания сильного быстти поля при этом параллелен оси допол- ронарастающего магнитного поля, вкл нительного соденоида 4чающий воэб ение в п ост ан в Ь Т соотношения ---" -- ф К, ННогде Т50Н ,Н,время удержания поля в полости соленоида;величина магнитного поляв начале и по окончанииудержания соответственно, 20По окончании процесса ввода однородное магнитное, поле целиком заполняет полость дополнительного соленои-да 4, поскольку длина соленоида 4 непревышает длины одновиткового соленоида 3, Распределение поля в дополнительном соленоиде 4 соответствует распределению поля при подключении его кисточнику тока,Разрядником .6 замыкают дополнительный соленоид 4, Витки соленоида, 4начинают экранировать объем внутрисоленоида 4 от переменных электромагнитных полей, создаваемых колебаниямитока, текущега в однови гковом соленоиде 3. Поток магнитного поля, заполняющего полость дополнительного соленоида 4, захватывается в соленоиде 4 иначинает уменьшаться с ха,;актерным вре,менем спада, определяемым отношением 40(3) обеспечивают необходимое времяТ .существования магнитного поля в по.лости дополнительного соленоида 4 впределах от значения Н до значенияН 1Срабатывание устройства 5 вводав максимуме магнитного поля упрощаетпроцесс ввода, поскольку скоростьввода соленоида 4 может быть уменьшею"ужд р р сте однородного магнитного поля переменной величины, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что,. с целью увеличения крутизны фронта нарастания поля определяют значение переменного магнитного поля и в момент его максимума вводят соленоид, ориентированный ла раллельно вектору напряженности поля,2, Устройство для создания сильного быстронарастающего магнитного поля, содержащее последовательно включенные одновитковый соленоид разрядник и накопитель, и второй разрядник, о т л и ч а ю щ е е о я тем, что, с целью увеличения времени существования поля, в него введен дополнительный соленоид, длина которого не превышает длины первого солено. ида, шунтированный вторым разрядником и снабженный устройством перемещения в одновитковый соленоид со стороны торца параллельно его оси, при этом индуктивность Ь и реэистивное сопротивление Е соленоида определяют из