or specific parameter — the substance magnetization. For this purpose approximating
function of effective relative magnetic permeability, similar to the effective electrical
resistance for the resistive model, is written. The analysis of the magnetic field of
different forms of HTS samples is presented. The authors carried out a comparison of
the distribution of the magnetic field on the surface of the samples using the resistive
model and the model for the two sources of the magnetic field - current density and
magnetization. Also recommendations on the development of experimental setups
to determine the parameters of the models, taking into account two sources of the
magnetic field within HTS are given.
Keywords
:
high-temperature superconductors, electrophysical properties model,
modeling method, distribution of the magnetic field, induced currents, bound currents,
magnetic field sources.
Сложность расчетов магнитных систем с элементами из высоко-
температурных сверхпроводников (ВТСП) заключается в необходи-
мости учета влияния нелинейных анизотропных электрофизических
свойств сверхпроводящих материалов при работе в магнитных полях
в сверхпроводящем состоянии и дальнейшего их взаимодействия с
магнитной системой. Основными явлениями, которые следует рассма-
тривать при моделировании ВСТП, являются:
•
переход между сверхпроводящим и нормальным состояниями;
•
неполный эффект Мейснера (замораживание поля);
•
экранирующие токи;
•
анизотропия;
•
гистерезисные явления.
Простейшей моделью для расчета ВТСП является
модель крити-
ческого состояния
[1, 2]:
J =
J
c
E
|
E
|
,
если
|
E
| 6
= 0;
∂
J
∂t
= 0
,
если
|
E
|
= 0
,
(1)
где
J
— плотность экранирующего тока;
J
c
— значение критического
тока;
E
— напряженность электрического поля.
В этой модели сверхпроводник характеризуется зависимостью
E
(
J
)
, при которой экранирующий ток не может превысить некоторо-
го критического значения
J
c
, причем пока значение
J
с
не достигнуто,
электрическое поле остается равным нулю (рис. 1,
а
).
Определение значения критического тока является важной зада-
чей при моделировании. Наиболее распространeнными являются мо-
дели Бина и Кима. В модели Бина предполагается, что
J
c
=
const,
и определяется только свойствами сверхпроводника. Исследования,
проводимые в этом направлении, показали, что
J
с
зависит от внеш-
них факторов, в частности от магнитного поля. Таким образом, была
выведена следующая модель Кима:
J
c
(
B
) =
J
c0
1
1 +
B/B
0
,
(2)
118 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2014. № 6
