ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТОРОИДАЛЬНЫХ ТОКОВЫХ СТРУКТУР.
Показано существование внешнего магнитного поля и структура внутреннего
магнитного поля в тороидальных структурах с полоидальным током.
Произведены численные расчеты магнитного поля (МП) тороидальных структур с полоидальным током (Рис.1). Стрелками, обозначенными i, показаны векторы элементов тока. Рассматривались торы с отношением R / r » 1 и R / r » 2. Результаты расчетов выведены в виде графиков Кантора. Линии на графиках показывают сечение поверхностей уровня равной напряженности МП.
Направление вектора напряженности МП – перпендикулярно к плоскости изображения, так как силовые линии МП имеют исключительно азимутальную (или тангенциальную или касательную к окружности, которая лежит в плоскости XY и с центром на оси Z) составляющую.
Вначале рассчитывалось МП внутри тора.
Тор с отношением R / r » 1 (Рис.1).
Рис.1
Рис.2
Тор с отношением R / r » 2 (Рис.3).
Рис. 3
Рис. 4
На графиках (Рис.2, Рис.4) видно, что структура МП внутри тора не соответствует структуре МП бесконечного прямого проводника с током, как считалось до сих пор в классической теории электромагнетизма. Эта структура МП соответствует полю, создаваемому отдельным элементом тока, расположенным в центре тора на его главной оси и направленным вдоль этой оси. График этого МП показан на Рис. 5.
Рис. 5
Затем было рассчитано МП вне тора в плоскости XZ в ее части Y`(см. Рис.3).
Рис. 6
Напряженность МП в плоскости Y' (y = 0) в виде графика Кантора.
Рис. 7
Напряженность МП вдоль прямой L - L; [ у = 0, x = const, B = f(z) ].
На графике (Рис.6) видно, что внешнее МП тора существует. График на Рис.7 выявляет особенность этого МП - три максимума и два нуля. Из Рис.7 видно, что при осевом сближении двух торов вначале возникает их отталкивание, а после преодоления потенциального барьера - притяжение. Система входит в состояние с минимальным магнитным потоком (минимальной энергией) и становится устойчивой. Любопытно соотношение внутреннего и внешнего МП - примерно 137 соответственно.
Расчет МП, создаваемого системой из двух соосных торов (Рис.8) показывает, что оно имеет минимум по трем координатам в центре системы (Рис.9). Все это показывает бесперспективность удержания плазмы внутренним МП в замкнутых ловушках с тороидальной конфигурацией МП типа “Токамак” и “Стелларатор” - удержание возможно только внешним МП системы торов произвольной конфигурации.
Рис. 8
Рис. 9
Предыдущие расчеты были сделаны для сплошных токовых поверхностей. Теперь сделаем расчет для тора, состоящего из отдельных прямоугольных витков с током (сегментированный тор) Рис.10, Рис.11. Это делается для проверки возможности воспроизведения МП сплошного тора полем сегментированных (реальных) торов. Графики – в условных единицах
Рис. 10
Структура магнитного поля сегментированного тора в плоскости Y' (XZ) в виде графика Кантора.
Показаны сечения поверхностей уровня равной напряженности МП.
Вектор напряженности направлен перпендикулярно плоскости рисунк.
Рис. 11
Графики зависимости напряженности МП Нпо контуру L (Z=0.1) от угла f .
Число витков NW
равно 4, 6, 8 и 12 соответственно. Ампервитки постоянны.
Графики зависимости напряженности МП Нпо контуру L (Z=0.05) от угла f .
Число витков NW
равно 4, 6, 8 и 16 соответственно. Ампервитки постоянны.
Из этих двух серий графиков видно, что силовая линия МП над секционированным тором является осесимметричной окружностью с волнообразной осевой составляющей. По мере увеличения числа витков и отдаления от тора она все более приближается к форме силовой линии МП, создаваемого сплошной тороидальной токовой поверхностью - идеальной окружности.
Другие работы по теме:
Трактат о реальном Едином Мире
В. Князев Трактат о реальном Едином Мире (реферат) Представленные материалы полностью отражают мое понимание Единого Мира (в дальнейшем - ЕМ) и позволяют с новых позиций взглянуть на саму сущность ЕМ, понять его истинное строение, определить его основные фундаментальные составляющие и их взаимосвязи, которые существенно отличаются от принятых в настоящее время мнений.
Дифференциация и Интеграция
Дифференциация и интеграция (от лат. differentia — разность, различие, integratio — восстановление, восполнение) научного знания — два противоположных, но взаимосвязанных процесса развития научного знания.
Интерференция света 2 Основные достижения
Text Text Graphics Томас Юнг (1773 — 1829), английский физик, один из создателей волновой оптики. К 14 годам изучил дифференциальное исчисление, многие языки. Изучал медицину, зоологию, математику, филологию, геофизику. Наиболее фундаментальные труды — по физике, в частности по оптике и акустике.
Механические свойства твердых тел
Text Text ЗАДАЧА 1 ЗАДАЧА 1 Почему в природе не существует кристаллов шарообразной формы? Решение: Все монокристаллы анизотропные, т.е. физические свойства зависит от направления его кристаллов. Следовательно. Рост кристаллов не одинаков по разным направлениям внутри кристаллов.
Физическое моделирование одного и двух тепловых смерчей
Реферат Физическое моделировани одного и двух тепловых смерчей 2010 В огромном многообразии вихревых движений отчетливо выделяются концентрированные вихри, которые привлекают повышенный интерес с точки зрения как фундаментальных исследований, так и практики. Достаточно четкое определение концентрированного вихря можно дать для случая идеальной жидкости: это локализованная в пространстве область с ненулевой завихренностью, окруженная потенциальным течением.
Флуктуации
Фундаментальные свойства мoлeкyляpныx cиcтeм. Изменения средних величин относительно физических значений чиcлa чacтиц, объема, плотности. Флyктyaции чиcлa чacтиц, oбъeмa идeaльнoгo гaзa, тeплoвoe движeниe пopшня. Двyмepнaя мoдeль идеального гaзa.
Схема максимально-токовой защиты
Выбор сечения кабельной линии по экономической плотности тока и его проверка на нагрев. Расчет значения тока короткого замыкания в заданной точке. Проверка сечения кабелей на стойкость к его действию. Схема максимально-токовой защиты и ее описание.
Классификация трансформаторов
Рассмотрение понятия, назначения и классификации силовых трансформаторов напряжения, условия включения их на параллельную работу. Описание конструкции и принципа работы преобразователей стержневых, броневых, тороидальных и с масляным охлаждением.
Конструктивный расчет трансформатора
Тема: Конструктивный расчет трансформатора. 1. Испытательное напряжение Uисп между обмотками и обмоток по отношению к деталям конструкции выбирается в зависимости от рабочего напряжения Uр или потенциала обмоток по рис.8.
Физико-механические и механические свойства строительных материалов
Механические свойства строительных материалов В строительстве при возведении зданий и сооружений применяются различные строительные материалы и изделия из них. Основными строительными материалами в промышленном и гражданском строительстве являются цемент, бетон, кирпич, камень, дерево, известь, песок, черные металлы, стекло, кровельные материалы, пластик и другие.
Проблемы современной демократии
Проблемы современной демократии В начале XXI века демократия стояла перед необходимостью решить ряд проблем[12][13]: Неравенство . Хотя рыночная экономика косвенно способствует распространению демократии, при слабом государственном регулировании она может приводить к значительному неравенству в доходах, образовании, социальном статусе и других экономических и общественных ресурсах.
Методические указания по оценке надёжности неремонтируемой рэа по внезапным отказам // М.: Миэт, 1987
В. П. Попов, А. И. Антонова, А. А. Французов, Л. Н. Сафронов, Г. Н. Феофанов, О. В. Наумова, Д. В. Киланов. Свойства структур и приборов на кремний на изоляторе // Институт физики полупроводников Сибирского отделения Российской академии наук, 630090 Новосибирск, Россия, 2001 г
Расчет системы электроснабжения с напряжением сети 1 кВ и ниже
Техническое задание на выполнение курсовой работы. Необходимо рассчитать токи КЗ в сети 0.4 кВ собственных нужд электростанции. Расчет выполняется для поверки отключающей способности автоматических выключателей, проверки кабельных линий на термическую стойкость, а также для выбора установок токовых катушек автоматических выключателей и проверки их чувствительности.
Контрольные билеты по алгебре
Алгебра и начала анализа. 11 класс. Билет №1. Функция y = sin x, ее свойства и график. Показательная функция, ее свойства для случая, когда основание больше единицы (доказательство одного из свойств по желанию ученика).
Карле, Джером
Джером Карле (англ. Jerome Karle; род. 18 июня 1918 года, Нью-Йорк, США) — американский физико-химик, лауреат Нобелевской премии по химии 1983 года «за выдающиеся достижения в разработке прямого метода расшифровки структур», которую он разделил со своим многолетним коллегой Хербертом Хауптманом.
Основные понятия Windows
Text Graphics Объектами называют сущности, имеющие различные свойства. Объектами называют сущности, имеющие различные свойства. Graphics