RU2156980C1

RU2156980C1 - Method for measuring of critical current of superconductor

Info

Publication number: RU2156980C1
Application number: RU99104336/09A
Authority: RU
Inventors: И.М. Голев; Н.А. Андреева
Original assignee: Воронежский государственный технический университет
Priority date: 1999-02-23
Filing date: 1999-02-23
Publication date: 2000-09-27

Abstract

FIELD: measuring instruments. SUBSTANCE: superconductor is located between poles of magnetic system, which produces magnetic field flow with inductance B in its local volume. Then, method involves measurement of critical current in local volume for given value of inductance. EFFECT: increased precision for measuring current conductance of superconductor. 2 dwg

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а точнее к способам измерения параметров сверхпроводящих материалов, в частности, критического тока. The invention relates to the field of measurement technology, and more specifically to methods for measuring parameters of superconducting materials, in particular, critical current.

Известны различные способы измерения критических токов сверхпроводников I_к, такие как индуктивные, из измерений намагниченности и резистивные [1]. Наиболее близким к предложенному способу является резистивный [2], когда через сверхпроводник, находящийся в однородном магнитном поле, пропускают транспортный ток в направлении, перпендикулярном полю, и в момент появления падения напряжения определяют I_к. Недостатком его является то, что в этом случае определяемый I_к является интегральной характеристикой всего сверхпроводника, когда же в реальном материале могут существовать области с различными значениями I_к.There are various methods for measuring critical currents of superconductors I _k , such as inductive, from magnetization measurements and resistive [1]. Closest to the proposed method is resistive [2], when a transport current is passed through a superconductor located in a uniform magnetic field in a direction perpendicular to the field, and I _{k is} determined at the time of the appearance of a voltage drop. Its disadvantage is that in this case the determined I _k is an integral characteristic of the entire superconductor, when in the real material there may exist regions with different values of I _k .

Изобретение направлено на создание метода, позволяющего определять I_к сверхпроводника в его локальных объемах и тем самым повысить точность оценки его токонесущей способности.The invention is aimed at creating a method that allows you to determine I _{to the} superconductor in its local volumes and thereby improve the accuracy of the assessment of its current-carrying capacity.

Это достигается тем, что в локальной области сверхпроводника формируют пятно магнитного потока и измеряют величину критического тока. This is achieved by the fact that a magnetic flux spot is formed in the local area of the superconductor and the critical current is measured.

Изобретение поясняется чертежами. The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показано расположение сверхпроводника 1 относительно полюсов магнитной системы 2, создающей в его объеме пятно магнитного потока 3; на фиг. 2 показано изменение значений I_к, измеренных по длине образца.In FIG. 1 shows the location of the superconductor 1 relative to the poles of the magnetic system 2, creating in its volume a spot of magnetic flux 3; in FIG. 2 shows the change in the values of I _k measured along the length of the sample.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем. Сверхпроводник 1 (фиг. 1), например, в виде пластинки размещают между полюсами магнитной системы 2, создающей в локальном объеме пятно магнитного потока с индукцией В. Через пластину пропускают транспортный ток I и при появлении падения напряжения U измеряют величину критического тока I_к этой локальной области для данного значения В. Перемещая пластинку относительно полюсов магнитной системы, можно контролировать I_к по ее длине.The essence of the proposed method is as follows. The superconductor 1 (Fig. 1), for example, is placed in the form of a plate between the poles of a magnetic system 2, which creates a spot of magnetic flux with induction B in the local volume. A transport current I is passed through the plate and, when a voltage drop U occurs, the critical current I is measured _for this local area for a given value B. by moving the plate relative to the poles of the magnetic system can be controlled by I _to its length.

Для проверки предлагаемого способа были проведены измерения критического тока пластинок (20х5х1,5) мм³ из сверхпроводника типа Y-Ba-Cu-O, имеющего следующие параметры: начало и конец сверхпроводящего перехода соответственно 93 и 82 K, плотность 5.2 г/см³. В экспериментах использовалась магнитная система установки, описанной в [3]. Для повышения разрешающей способности измерений по контролируемому объему использовались полюсные наконечники толщиной 0,5 мм. При В = 0.025 Тл формировалось пятно магнитного потока с шириной b = 1.5 мм, толщиной а = 5 мм, длиной d =1.5 мм. Измерения проводились при температуре жидкого азота. Величина критического тока оценивалась при появлении напряжения на сверхпроводнике 0.1 мкВ. Значение критического тока составило порядка 0,4 А и измерялось с точностью 5•10^-3 А. Таким образом, мы могли контролировать I_к для локальных областей сверхпроводника с объемом 11.2 мм³ с разрешением 1.5 мм по длине образца.To verify the proposed method, we measured the critical current of the plates (20x5x1.5) mm ³ from a Y-Ba-Cu-O type superconductor having the following parameters: the beginning and end of the superconducting transition, respectively 93 and 82 K, density 5.2 g / cm ³ . In the experiments, the magnetic system of the setup described in [3] was used. To increase the resolution of measurements in a controlled volume, pole tips 0.5 mm thick were used. At B = 0.025 T, a magnetic flux spot was formed with a width of b = 1.5 mm, a thickness of a = 5 mm, and a length of d = 1.5 mm. The measurements were carried out at liquid nitrogen temperature. The value of the critical current was estimated when a voltage on the superconductor of 0.1 μV appeared. The critical current value was about 0.4 A and measured with an accuracy of 5 • 10 ^-3 A. Thus, we could control I _k for local regions of the superconductor with a volume of 11.2 mm ³ with a resolution of 1.5 mm along the length of the sample.

Источники информации
1. КЕМПБЕЛЛ А. , ИВЕТС ДЖ. Критические токи в сверхпроводниках. - М.: Мир, 1975, с. 9, 132.Sources of information
1. CAMPBELL A., IVETS J. Critical currents in superconductors. - M.: Mir, 1975, p. 9, 132.

2. ВОЛКОВ П.В., ИМЕНИТОВ А.Б. и др. Метрологические проблемы измерения токовых характеристик высокотемпературных сверхпроводников. 2. VOLKOV P.V., NAME.A.B. et al. Metrological problems of measuring the current characteristics of high-temperature superconductors.

3. ГОЛЕВ И.М., МИЛОШЕНКО В.Е., АНДРЕЕВА Н.А. Установка для исследования динамики пятна магнитоного потока в сверхпроводниках механическим методом. - Приборы и техника физического эксперимента. М., 1998, N 5, с. 161-163. 3. GOLEV I.M., MILOSHENKO V.E., ANDREEVA N.A. Installation for studying the dynamics of the magnetic flux spot in superconductors by the mechanical method. - Instruments and equipment for a physical experiment. M., 1998, N 5, p. 161-163.

Claims

A method of measuring the critical current of a superconductor, which consists in passing a transport current in a direction perpendicular to the field through a superconductor located in a magnetic field, and at the time of a voltage drop, a critical current value is measured, characterized in that the superconductor is placed between the poles of the magnetic system that creates in its local volume, a magnetic flux spot with induction B, and measure the critical current value of this local area for a given value of induction.