Supravodivost (6)

Supravodivost (6)

Na obr. 17 je řez terénem na úpatí pohoří Jura, kde se nachází tunel pro urychlovač LEP.

Obr. 17. Řez terénem na úpatí pohoří Jura

Urychlovač LEP je rozdělen do osmi obloukových sektorů (obr. 18), z nichž každý obsahuje třicet jedna standardních buněk. Tyto buňky jsou vybaveny magnetickým systémem, jenž se skládá z dipólu, kvadrupólu, horizontálních a vertikálních korekčních dipólů, rotujícího kvadrupólu a elektrostatického dipólového deflektoru (vychylovače).

Hlavní parametry kvadrupólu LEP-Alsthom jsou:

• jmenovitý proud 1 625 A,
• délka magnetu 2 000 mm,
• nahromaděná energie 310 kJ,
• jmenovitý gradient 36 T·m^–1,
• kryogenní ztráty 13 W při 4,2 K.

Obr. 18. Jednotlivé sektory urychlovače LEP Obr. 19. Elektromagnetická levitace; a – nestabilní, b – stabilizovaná zpětnovazebním regulátorem budicího proudu Obr. 20. Elektromagnetická levitace se stabilizací polohy obvodem RLC

8. Dopravní systémy

Elektromagnetická a elektrodynamická levitace
EMS (Electromagnetic Suspension, elektromagnetická levitace) je založena na přitahování feromagnetického tělesa elektromagnetem. Tažná síla elektromagnetu je obecně dána vztahem:

F = (B²S)/(2µ₀µ_r)     (N; T, M³, H·m^–1)

kde F je síla, B magnetická indukce, S plocha tělesa, µ₀ permeabilita vakua, µ_r relativní permeabilita.

Magnetická indukce B je přímo úměrná proudu I procházejícímu cívkou. Na obr. 19 je stejnosměrný elektromagnet, který přitahuje volně uložené feromagnetické těleso silou F. Tato levitace je nestabilní pro F < hmotnost tělesa (obr. 19 a) a stabilní pro F > hmotnost tělesa (obr. 19 b).

Stabilita elektromagnetické levitace je podmíněna zpětnovazební regulací proudu I_b elektromagnetu. Poloha tělesa je podle obr. 19b snímána optickým snímačem polohy s fotočlánkem. Stabilizaci polohy u elektromagnetické levitace lze řešit i samočinnou regulací budicího proudu I_b obvodem RLC, pracujícím v oblasti rezonance (obr. 20). Člen RL je zde tvořen cívkou elektromagnetu. Při oddálení tělesa od elektromagnetu klesne indukčnost L a při přiblížení tělesa indukčnost L naopak vzroste. Proud I, a tedy i magnetická indukce B a tažná síla F se v závislosti na vzdálenosti tělesa d mění a pracovní bod se pohybuje v okolí rezonance. Nevýhodou je, že časová konstanta obvodu RLC je poměrně velká a snadno mohou vzniknout i nežádoucí oscilace. Elektromagnetický systém levitace se používá u rychlovlaků bez supravodivých systémů.

(pokračování)