Фундаментальні властивості тороїдальних струмових структур

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

. Показано існування зовнішнього магнітного поля і структура внутрішнього магнітного поля в тороїдальних структурах з полоїдального струмом.

Здійснені чисельні розрахунки магнітного поля (МП) тороїдальних структур з полоїдального струмом (Рис.1). Стрілками, позначеними i, показані вектори елементів струму. Розглядалися тори з відношенням R / r »1 і R / r» 2. Результати розрахунків виведені у вигляді графіків Кантора. Лінії на графіках показують перетин поверхонь рівня рівної напруженості МП.

Напрямок вектора напруженості МП - перпендикулярно до площини зображення, тому що силові лінії МП мають виключно азимутальні (або тангенціальну або дотичну до кола, яке лежить в площині XY і з центром на осі Z) складову.

Спочатку розраховувалося МП всередині тора.

Тор з відношенням R / r »1 (Рис.1).

Рис.1

Рис.2

Тор з відношенням R / r »2 (Мал.3).

Рис. 3

Рис. 4

На графіках (Рис.2, Рис.4) видно, що структура МП всередині тора не відповідає структурі МП нескінченного прямого провідника зі струмом, як вважалося до цих пір в класичній теорії електромагнетизму. Ця структура МП відповідає полю, створюваному окремим елементом струму, розташованим в центрі тора на його головній осі і спрямованим вздовж цієї осі. Графік цього МП показаний на Рис. 5.

Рис. 5

Потім було розраховано МП поза тора в площині XZ у її частині Y `(див. Рис.3).

Рис. 6

Напруженість МП у площині Y '(y = 0) у вигляді графіка Кантора.

Рис. 7

Напруженість МП вздовж прямої L - L; [у = 0, x = const, B = f (z)].

На графіку (Рис.6) видно, що зовнішнє МП тора існує. Графік на Рис.7 виявляє особливість цього МП - три максимуми і два нулі. З Рис.7 видно, що при осьовому зближенні двох торів спочатку виникає їх відштовхування, а після подолання потенційного бар'єру - тяжіння. Система входить в стан з мінімальним магнітним потоком (мінімальної енергією) і стає стійкою. Цікаво співвідношення внутрішнього і зовнішнього МП - приблизно 137 відповідно.

Розрахунок МП, створюваного системою з двох співвісних торів (Рис.8) показує, що воно має мінімум по трьом координатам у центрі системи (Рис.9). Все це показує безперспективність утримання плазми внутрішнім МП в замкнутих пастках з тороїдальної конфігурацією МП типу "Токамак" і ларатор "- утримання можливо тільки зовнішнім МП системи торів довільної конфігурації.

Рис. 8

Рис. 9

Попередні розрахунки були зроблені для суцільних струмових поверхонь. Тепер зробимо розрахунок для тора, що складається з окремих прямокутних витків зі струмом (сегментований тор) Рис.10, Рис.11. Це робиться для перевірки можливості відтворення МП суцільного тора полем сегментованих (реальних) торів. Графіки - в умовних одиницях

Рис. 10

Структура магнітного поля сегментованого тора в площині Y '(XZ) у вигляді графіка Кантора.

Показані перетину поверхонь рівня рівної напруженості МП.

Вектор напруженості направлений перпендикулярно площині малюнка.

Рис. 11

Фундаментальні властивості тороїдальних струмових структур

Фундаментальні властивості тороїдальних струмових структур

Графіки залежності напруженості МП Н по контуру L (Z = 0.1) від кута f.

Число витків NW дорівнює 4, 6, 8 і 12 відповідно. Ампервіткі постійні.

Фундаментальні властивості тороїдальних струмових структур

Фундаментальні властивості тороїдальних струмових структур

Графіки залежності напруженості МП Н по контуру L (Z = 0.05) від кута f.

Число витків NW дорівнює 4, 6, 8 і 16 відповідно. Ампервіткі постійні.

З цих двох серій графіків видно, що силова лінія МП над секціонованими тором є осесиметричної окружністю з хвилеподібною осьової складової. У міру збільшення числа витків і віддалення від тора вона все більше наближається до форми силової лінії МП, створюваного суцільний тороїдальної струмового поверхнею - ідеальної окружності.


Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Доповідь
7.9кб. | скачати


Схожі роботи:
Фундаментальні взаємодії та різноманіття структур у мікро мак
Фундаментальні взаємодії та різноманіття структур у мікро-макро-і мегамире
Вплив легування цинком на властивості МОН структур
Типи організаційних структур управління Основні принципи побудови організаційних структур
Фундаментальні принципи моралі
Нові фундаментальні фізичні константи
Фундаментальні поняття про матерію
Фундаментальні науки Пошук ознак і підстав
Властивості соняшникової олії Асортимент макаронних виробів Властивості мороженої риби
© Усі права захищені
написати до нас