Interested Article - Магнит Биттера

Действие магнитного поля с индукцией 16 тесла, созданного при помощи катушек Биттера, на компактные диамагнитные объекты — диамагнитная левитация . ( Шнобелевская премия по физике за 2000 год.)

Магнит Биттера ( соленоид или катушка Биттера) — тип электромагнитов , используемых для создания стационарных (не импульсных) очень сильных магнитных полей . Изобретены Фрэнсисом Биттером в 1933 году . При помощи таких магнитов получено поле с магнитной индукцией превышающей 35 Тл (2008 год) .

Устройство

Медная пластина с диаметром 40 см — один из витков магнита Биттера с полем до 16 Тл. Охлаждающая жидкость прокачивается через отверстия. Рабочий ток до 40 кА . Увеличено поврежденное перегревом отверстие.

Магнит (катушка) Биттера состоит из множества металлических дисков, разрезанных по радиусу (Пластины Биттера). Диски чередуются с дискообразными диэлектрическими прокладками, формируя двойную спираль. После формирования спирали в дисках проделывается несколько сотен сквозных отверстий, через которые прокачивается жидкость в целях охлаждения установки.

В первом, построенном в 1936 году магните Биттера использовались в качестве витков медные диски, изолированные друг от друга пластинами слюды . Через 600 отверстий прокачивалось 800 галлонов воды в минуту (50 литров в секунду ). Электрическая мощность установки составляла 1,7-2 МВт. Достигнутая напряжённость магнитного поля составляла до 10 Тесла (100 тыс. Гс ), при этом установка была кратковременно работоспособна вплоть до 15,2 Тл. Этот магнит функционировал до 1962 года , при этом до 1958 года он оставался самым сильным магнитом в мире с длительно поддерживаемым постоянным полем.

В современных магнитах Биттера изменены форма разреза диска (изогнутый разрез вместо прямого радиального) и расположение и форма охлаждающих отверстий (используются отверстия в виде щели вместо круглых). В современных магнитах форма и размер витков-пластин, расположенных по торцам магнита, может плавно изменяться.

Основным недостатком соленоидов Биттера является их высокая потребляемая мощность из-за резистивного нагрева. Но они применяются для создания сильных магнитных полей, недостижимых для сверхпроводящих магнитов (критическое поле, разрушающее сверхпроводимость, для распространенных сверхпроводников составляет 8-28 Тл, реально используются магниты до 10—20 Тл).

Рекордные установки

В 2011 году в (Tallahassee, Флорида, США) установлен магнит Биттера с максимальным стационарным полем в 36,2 Тл. Используется несколько сотен пластин Биттера, организованных в 4 цилиндрических вложенных друг в друга магнита. Электрическая мощность — 19,6 МВт, для охлаждения прокачивается 139 литров воды в секунду .

Более мощные постоянные поля, вплоть до 45 Тл, достигаются в магнитах Биттера, установленных внутри сверхпроводящего магнита .

Интересные факты

Соавтором статьи о наблюдении вращения Земли с помощью левитирующих диамагнитных гироскопов в поле, создаваемом магнитом Биттера, стал хомячок по кличке «H. A. M. S. ter Tisha», принимавший «непосредственное участие» в экспериментах по левитации .

Примечания

. Дата обращения: 23 декабря 2015. Архивировано из 27 августа 2013 года.
↑ Coyne, Kristin . Magnet Lab U . National High Magnetic Field Laboratory (2008). Дата обращения: 31 августа 2008. Архивировано из 19 сентября 2012 года.
от 1 апреля 2012 на Wayback Machine «Биттер: „секрет — в охлаждении“»
. Дата обращения: 29 декабря 2011. Архивировано из 17 мая 2008 года.
doi:10.1016/S0921-4526(00)00753-5
от 10 октября 2010 на Wayback Machine "co-authored a paper with his favorite hamster, "Detection of earth rotation with a diamagnetically levitating gyroscope, «insisting that „H. A. M. S. ter Tisha“ contributed to the levitation experiment „most directly.“»