電氣工程導(dǎo)論電工理論與新技術(shù)

1、資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。本文由 guohai168 貢獻(xiàn)ppt 文檔可能在WAP 端瀏覽體驗(yàn)不佳。 建議您優(yōu)先選擇TXT, 或下載源文件到本機(jī)查看。電工理論與新技術(shù)超導(dǎo)超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn) 超導(dǎo)的微觀機(jī)理 超導(dǎo)材料 超導(dǎo)的應(yīng)用 展望超導(dǎo)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)是某些金屬或合金在低溫條件下出現(xiàn)的一種奇妙的現(xiàn)象。最先發(fā)現(xiàn)這種現(xiàn)象的是荷蘭物理學(xué)家卡麥林 昂納斯。 19 夏天 , 當(dāng)昂納斯的兩個(gè)研究生在做低溫實(shí)驗(yàn)時(shí), 偶然 發(fā)現(xiàn)某些金屬在極低溫環(huán)境中 , 金屬的電阻突然消失了。昂納斯接著用水銀做實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)水銀在4.1K 時(shí) ( 約相當(dāng)于 -269) , 出現(xiàn)了這種超導(dǎo)現(xiàn)象 ; 她又用

2、鉛環(huán)做實(shí)驗(yàn), 九百安培的電流在鉛環(huán)中流動(dòng)不止 , 兩年半以后仍舊毫無(wú)衰減?？炜旆绞絬=,&gp=1.lnk經(jīng)過(guò)研究人們發(fā)現(xiàn) : 所有 超導(dǎo)物質(zhì) , 如鈦、 鋅、 汞 等, 當(dāng)溫度降至臨界溫度 時(shí) , 皆顯出某些共同特征 :超導(dǎo)之性質(zhì)電阻為零 , 一個(gè)超導(dǎo)體 環(huán)移去電源之后 , 還能 保持原有電流有人做 過(guò)實(shí)驗(yàn) , 發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)環(huán)中 的電流持續(xù)了兩年半而 無(wú)顯著衰減 完全執(zhí)磁性 , 這一現(xiàn)象 由德國(guó)物理學(xué)家邁斯納 發(fā)現(xiàn) , 只要超導(dǎo)材料進(jìn) 入超導(dǎo)狀態(tài) , 便可把磁 感線排斥體外 , 其體內(nèi) 的磁感應(yīng)資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。強(qiáng)度總是零( 邁斯納效應(yīng) ) 超導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)

3、轟動(dòng)了全世界的科學(xué)家 , 大家紛紛想要揭開超導(dǎo)的奧秘 , 因?yàn)橹挥辛私饬顺瑢?dǎo)現(xiàn)象的微觀機(jī)理, 才 能使它為人類作出更大的貢獻(xiàn)。將近一百年過(guò)去了, 經(jīng)過(guò) 幾代科學(xué)家的不斷探索,人類也對(duì)超導(dǎo)的機(jī)理有了一個(gè)大概的認(rèn)識(shí), 當(dāng)前我們對(duì)它有一下解釋:1950 年 , 美籍德國(guó)人弗茹里赫與美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的巴丁經(jīng)過(guò)復(fù)雜的研究和推論后 , 同時(shí)提出 : 超導(dǎo)電性是電子與晶格振動(dòng)相互作用而產(chǎn)生的。 她們都認(rèn)為金屬中的電 子在點(diǎn)陣中被正離子所包圍 , 正離子被電 子吸引而影響到正離子振動(dòng) , 并吸引其它 電子形成了超導(dǎo)電流。接著 , 美國(guó)伊利諾斯大學(xué)的巴丁、 庫(kù)柏和斯里弗提出超導(dǎo)電量子理 論 , 她們認(rèn)為 : 在

4、超導(dǎo)態(tài)金屬中 電子以晶格波為媒介相互吸引而 形成電子對(duì) , 無(wú)數(shù)電子對(duì)相互重 迭又常?；Q搭配對(duì)象形成一個(gè) 整體 , 電子對(duì)作為一個(gè)整體的流 動(dòng)產(chǎn)生了超導(dǎo)電流。 由于拆開電 子對(duì)需要一定能量 , 因此超導(dǎo)體 中基態(tài)和激發(fā)態(tài)之間存在能量差 , 即能隙。這一重要的理論預(yù)言了電子對(duì)能 隙的存在 , 成功地解釋了超導(dǎo)現(xiàn) 象 , 被科學(xué)家界稱作”巴庫(kù)斯理 論”。這一理論的提出標(biāo)志著超導(dǎo)理論的正式建立 , 使超導(dǎo)研究 進(jìn)入了一個(gè)新的階段。超導(dǎo)的應(yīng)用從當(dāng)前的研究情況來(lái)看, 超導(dǎo)技術(shù)的應(yīng)用可分成三類 :資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用( 1)能源 -超導(dǎo)輸電、超導(dǎo)儲(chǔ)能

5、、超導(dǎo)電機(jī)等( 2)交通-磁懸浮列車 ( 抗磁性應(yīng)用 ) 、 船舶磁推進(jìn)器( 3) 醫(yī)療衛(wèi)生 -核磁共振成像、 生物磁儀器等( 4) 電子技術(shù) -超導(dǎo)微波技術(shù)應(yīng)用、各類超導(dǎo)傳感技術(shù)、半導(dǎo)體超導(dǎo)體集成電路、超導(dǎo)計(jì)算元件等( 5) 重大科學(xué)工程 -加速器、 受控?zé)岷搜b置等( 6) 國(guó)防技術(shù)超導(dǎo)反潛、掃雷、 電磁推進(jìn)、通訊及制導(dǎo)等在磁懸浮列車方面的應(yīng)用1999 年月 , 日本 研制的超導(dǎo)磁懸浮列車時(shí)速已達(dá)552 公 里西南交通大學(xué)研制成功的超導(dǎo)磁懸浮500 公里在磁懸浮列車方面的應(yīng)用列車 ,最高設(shè)計(jì)時(shí)速達(dá)列車的最高時(shí)速為 300 公里 , 飛機(jī)的為 1000 公里。因此人們就想尋 求一種時(shí)速介于兩者

6、之間的交通工具。 磁懸浮列車整好滿足了這個(gè) 要求。最高時(shí)速可達(dá)到 500 公里。 磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的完全 排磁性 , 使列車懸浮在空中 , 以 直流電動(dòng)機(jī)作為推動(dòng)力。 她的優(yōu) 點(diǎn)是 , 不接觸軌道 , 無(wú)摩擦 , 運(yùn) 行安全 , 無(wú)噪聲 , 無(wú)任何有害氣 體排放。 在上海浦東已經(jīng)建成了中國(guó)第一 條磁懸浮鐵路 , 全長(zhǎng) 30 公里 , 僅 需 8 分鐘。超導(dǎo)技術(shù)在定向武器方面的應(yīng)用在軍事上 , 定向武器在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中將起到舉足輕重的作用。 美國(guó)和俄羅斯已經(jīng)把定向武器的研制放在突出的位置。定向武器就是把資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。能量 匯聚成極細(xì)的能束 , 并

7、沿著指定的方向以光速向外發(fā)射 , 從而摧毀目標(biāo)。 存在一個(gè)問(wèn)題 : 如何在瞬間提供大量的能量呢 ? 用超導(dǎo)材料制成的閉合線圈就是一種理想的儲(chǔ)能裝置。 因?yàn)樵诔瑢?dǎo)線圈中的電流沒有功率損失 , 可長(zhǎng)時(shí)間維持。 只要線圈保持超導(dǎo)狀態(tài) , 它所儲(chǔ)存的電磁能就會(huì)毫無(wú)損耗地長(zhǎng)期保存下 去并可隨時(shí)把強(qiáng)大的能量提供給聚能武器 , 超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置使聚能武器如 虎添翼 , 有如給聚能武器提供了一個(gè)機(jī)動(dòng)靈活、 容量無(wú)比的彈藥庫(kù) , 使 聚能武器隨時(shí)能夠?qū)硨?shí)施攻擊。超導(dǎo)技術(shù)在定向武器方面的應(yīng)用飛 機(jī) 推 進(jìn) 器超導(dǎo)技術(shù)在定向武器方面的應(yīng)用精確制導(dǎo)武器的發(fā)射超導(dǎo)技術(shù)在定向武器方面的應(yīng)用核潛艇圖核磁共振 超導(dǎo)技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)

8、生方面的應(yīng)用核磁共振 (MRI) 又叫核磁共振成像技術(shù)。是繼CT 后醫(yī)學(xué)影像學(xué)的又一重大進(jìn)步。自80 年代應(yīng)用以來(lái) , 它以極快的速度得到發(fā)展。其基本原理 基本原理 : 是將人體置于特殊的磁場(chǎng)中 , 用無(wú)線電射頻脈沖激發(fā)人體 基本原理 內(nèi)氫原子核 , 引起氫原子核共振 , 并吸收能量。在停止射頻脈沖后 , 氫 原子核按特定頻率發(fā)出射電信號(hào) , 并將吸收的能量釋放出來(lái) , 被體外的 接受器收錄 , 經(jīng)電子計(jì)算機(jī)處理獲得圖像 , 這就叫做核磁共振成像。資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。核磁共振 超導(dǎo)技術(shù)在醫(yī)療衛(wèi)生方面的應(yīng)用磁共振成像技術(shù)(MRI) 和 CT 成像技術(shù)比較

9、 ,首先是成像原理不同。 CT 即計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù),是將 X 射線對(duì)人體組織作橫斷面掃描后經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)密度對(duì)比分析成像診斷疾病 , 對(duì)人體有 X 線輻射損傷 ,MRI 是經(jīng)過(guò)發(fā)射脈沖磁場(chǎng)信號(hào) , 對(duì)人體氫質(zhì)子磁共振信號(hào)進(jìn)行分析成像 ,診斷疾病 ,不存在 X 線幅射損傷?？筛鶕?jù)需要對(duì)人體進(jìn)行橫斷面、矢狀面、冠狀面三維任意角度切層 , 經(jīng)過(guò)各種角度顯示病變 , 立體感更強(qiáng) , 而且 在同一切層可采用不同序列、不同參數(shù)掃描 , 這更有利于對(duì)不同生物學(xué)特性的組織的充分顯示, 由于 MRI掃描中不同組織信號(hào)差異遠(yuǎn)大于CT 上 組織間密度差異 , 因此 , 使許多病變更易辯認(rèn) , 有利于對(duì)病變?cè)缙谠\斷

10、, 特別是細(xì)小病變。受控?zé)岷司圩冄b置超導(dǎo)體在托卡馬克裝置中的應(yīng)用托卡馬克裝置是一種磁約束熱核聚變實(shí)驗(yàn)裝置, 經(jīng)過(guò)人 們 50多年的不懈努力 , 1992 年以來(lái) , 已經(jīng)成功的在歐洲聯(lián)合環(huán) jet 和美國(guó) TFTR 上進(jìn)行 了氘氚放電 , 開發(fā)聚變能的 科學(xué)可行性終于在托卡馬克 裝置上得到證實(shí)。 可是常規(guī)托卡馬克裝置 , 體 積大 , 效率低而且是脈沖運(yùn) 行。而超導(dǎo)托卡馬克正是在 這一點(diǎn)上有著極大的優(yōu)勢(shì) , 即:高效緊湊 , 穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。中科院等離子體物理研究所超導(dǎo)托卡馬克HT-7 巨大的電感線圈利用超導(dǎo)體產(chǎn)生的巨大磁場(chǎng),應(yīng)用于受控制熱核反應(yīng)。核聚變資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)

11、系改正或者刪除。反應(yīng)時(shí) , 內(nèi)部溫度高達(dá)1 億 2 億 , 沒有任何常規(guī)材料能夠包容這些物質(zhì)。 而超導(dǎo)體產(chǎn)生 的強(qiáng)磁場(chǎng)能夠作為” 磁封閉 體”, 將熱核反應(yīng)堆中的超高 溫等離子體包圍、 約束起來(lái) , 然后慢慢釋放 , 從而使受控核 聚變能源成為 21 世紀(jì)前景廣闊 的新能源。氫彈蘑菇云我們的目標(biāo) :超導(dǎo)電工中心 我們的目標(biāo) :圍繞EAST 超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的需求, 開展相關(guān)技術(shù)的研究和攻關(guān),確保大科學(xué)工 程任務(wù)的完成 ; 瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿 , 研究和發(fā)展超導(dǎo)磁體技術(shù)、 建立大型超導(dǎo)磁體測(cè)試中心 , 建 成超導(dǎo)線材 , 導(dǎo)體和磁體測(cè)試裝置 , 提供面向全國(guó)的大型超導(dǎo)磁體試驗(yàn)平臺(tái) , 為超導(dǎo)磁體技術(shù)在科研

12、、 國(guó)防、 和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ) ; 建立2 kW/4K大型深冷低溫系統(tǒng), 發(fā)展大型超臨界氦和超流氦低溫技術(shù)為國(guó)內(nèi)大型超導(dǎo)磁體和超流氦冷卻的高場(chǎng)磁體的發(fā)展提供技術(shù)支撐 , 使中國(guó)大型氦低溫 技術(shù)繼續(xù)發(fā)展并達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平 ; 選擇有限目標(biāo) , 研究超導(dǎo)裝置與電力系統(tǒng)的匹配協(xié)調(diào)運(yùn)行的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題 , 開 展超導(dǎo)技術(shù)用于電力工業(yè)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究 , 建立大型超導(dǎo)儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)裝置 , 開展大 型超導(dǎo)儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)研究 , 并探索大電流高溫超導(dǎo)電流引線等實(shí)用技術(shù)。 在以上工作的基礎(chǔ)上逐步發(fā)展成為一個(gè)國(guó)內(nèi)公認(rèn)的 , 有特色的大型超導(dǎo)應(yīng)用技 術(shù)研究和實(shí)驗(yàn)基地。中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所超導(dǎo)電工中心建立

13、起中國(guó)最大的超導(dǎo)磁體試驗(yàn)系統(tǒng)。該 EAST 建立起中國(guó)最大的超導(dǎo)磁體試驗(yàn)系統(tǒng)。大型超導(dǎo)磁體試驗(yàn)系統(tǒng)包括:大型超導(dǎo)磁體試驗(yàn)系統(tǒng)包括:資料內(nèi)容僅供您學(xué)習(xí)參考，如有不當(dāng)或者侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系改正或者刪除。 杜瓦、 低溫、 真空、 源、 流引 、 數(shù) 據(jù)采集及控制等 多子系 。 重 16 噸、 容 48 立方米的 杜瓦是國(guó)內(nèi)最大的 杜瓦杜瓦是一個(gè)有真空 的容器 , 真空 起 作用。 杜瓦在高溫和低溫都有廣泛的用途。 低溫下主要用作 低溫液體 存容 器 , 也用來(lái) 制 冷裝置 以免 境 到制冷 空 , 同 被冷 卻 象裝在杜瓦 的真空 境中可 防止其上因低溫 而 水影響工作。低溫杜瓦是在低 下 運(yùn)液氮、 液氦、液氧、生物 本以及超 磁體的容器。救 內(nèi)液氧液氧 罐直流 機(jī) 源系 由四臺(tái)直流 機(jī) 成,國(guó)內(nèi)最大 能量560MJ,最大 脈沖功率80MW 的