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
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.
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.