高温临界超导现象的演示

一、实验原理图1为实验原理图。A为原线圈。其匝数为N_1;B为副线圈,其匝数为N_2;SC为环形超导样品。铁芯G穿过A、SC及B。为增强三者之间的磁通耦合,用铁轭使G形成闭合磁路。     

再谈交流跳环实验

跳环实验由插有长铁芯的原线圈和套在铁芯上的金属环组成,如图1所示.当原线圈接通220 V的交流电时,环即会跳起或浮起.演示实验教材对此现象的解释是原线圈中的交流电产生交变磁场,使金属环中产生的感应电流受排斥力的结果.对此常常有学生产生疑问,在交流电的一个周期内都是排斥力吗?     

《研究电磁感应现象》实验的进一步扩展

在做过《研究电磁感应现象》实验后,不少学生都有一个意外的发现:切断原线圈连接的电源,在拔出或者插入铁芯的过程中,与副线圈连接 J0409型灵敏电流计中仍有微弱的电流。如何解释这一现象?多数同学认为:是原线圈通电时产生的磁场使铁芯充了磁,断电后仍有剩磁的原因。为了澄清这一错误认识,引导学生重新设计并完成下述实验。第一步,取出些小钢筋、小铁棒并插入原线圈,发现电流计中仍     

浮环实验释疑

实验现象：插有铁芯的线圈直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图1所示．若线圈与直流电源相连,闭合电键后瞬间,看到铝环向上“跳”起．如果接在电压适当的交流电源上,可看到铝环“悬浮”在空中．试解释其原因．     

变压器空载时原线圈中电流为零吗

许多物理教辅材料中都涉及到变压器空载时,原线圈中是否有电流的问题.对于这个问题,常有两种观点:一是变压器空载时,输出端电流,I2=0,根据I1/I2=n2/n1可判断出,I1=0;二是变压器空载时,输出端电压u2=n2/n1ul≠0,而u2的产生是由于铁芯中磁通量发生变化,这个磁通量应是原线圈中电流I1产生的,从而,I1≠0.上述两种观点孰是孰非?那么空载时电流到底是多少?需弄清以下几个问题:(1)变压器空载时,原线圈可以看作普通的铁芯线圈,接通时当然会有电流.     

巨磁阻效应实验数据处理

阐述了巨磁电阻效应实验原理,测量了不同外磁场和工作电压下巨磁阻传感器输出电压的变化,研究了巨磁阻传感器输出电压与偏离角度关系,对原线圈轴线上某点磁场随电流的变化进行了测量,把实验值与理论值进行比较,发现误差较小。     

万用变压器说明(续)

二、交流电方面的演示实验(17)演示交流电的感应作用1.跳圈实验。如图三十所示装置仪器,把0—110—220伏线圈套在铁芯上,在套有线圈的铁芯端竖直放上铁芯闭合条,并使两者的磨光面相接触。用导线将线圈经过刀形开关接到110或220伏的交流电源上,但必需注意接线柱上的数字要与电源电压相符。     

EAST中性束注入器用高压缓冲器分析

中性束注入(NBI)加速器短路故障时,根据B-H曲线和高压缓冲器的结构尺寸,在Fink的Snubber分析方法基础上,分别导出高压缓冲器任意铁芯叠片层的感应电压、涡流电阻与铁芯叠片层饱和深度的关系;利用安培环路定律,推出不同铁芯叠片层中涡流大小、饱和深度表达式,从而导出整个高压缓冲器随铁芯饱和深度变化的等效涡流电阻的表达式。根据Snubber的等效涡流电阻及NBI系统的杂散电容,分析故障时的瞬态短路电流回路,得到了铁芯叠片饱和深度的指数时间常数与电弧电流的表达式;得出高压缓冲器铁芯叠片的最大宽度及最小厚度分别为28 mm和114μm。经实验测试和理论计算对比分析可知,铁芯叠片饱和深度的指数时间常数的测试值与理论值基本吻合。     

可调谐射频磁探针研究

提出了一种利用可调谐变压器提高磁探针灵敏度的方法。可调谐射频变压器采用在原线圈并联可变电容及在副线圈串联可变电容的结构,用平面分立式法拉第屏蔽抑制变压器原、副线圈间寄生的容性耦合。测量结果表明：在采用中心抽头变压器及法拉第屏蔽的情况下,磁探针的容性耦合大幅度降低;当调节并联或串联电容时,磁探针输出电压均出现共振现象;调节并联电容得到的共振输出电压高于调节串联电容时的对应值;在典型条件下,共振输出电压幅值比无可变电容磁探针提高了约一个量级。建立了探针电路模型,计算结果与测量结果符合较好。     

交流跳圈演示实验的研究与改进

交流跳圈演示实验的装置如图1所示,原线圈套在L形铁轭的立柱上,金属环作成的跳圈则套在原线圈(1600匝)的上方.原线圈接入220 V交流电源时,跳圈迅速跳起.对这现象的一般解释是原线圈接通电源时其电流增加,使穿过跳圈的磁通增加.依据楞次定律知,跳圈的感应电流与原线圈中电流的方向相反,因此产生互相排斥的磁力,跳圈便跳起.     

驱动X光二极管的级联Blumlein型脉冲网络过电压脉冲分析

为了提高装置容许的运行电压以提高辐射剂量产额,开展了放电过程中影响脉冲形成网络过电压幅值因素的研究。在引入开关导通不同步性和导通电阻条件下,建立了适用于任意电阻性负载的级联Blumlein型脉冲形成网络电压波过程理论模型,基于波过程模型进一步分析了影响脉冲形成网络过电压幅值的因素。研究表明开关不同步是产生过电压的主要因素,过电压峰值出现在开关闭合后的3倍形成网络电长度时刻。随着网络级联级数的增加,二极管阻抗与源阻抗匹配情况下最大过电压可达到-2倍充电电压,而二极管阻抗下降使得过电压幅值得以加强,阻抗过早崩溃可使过电压幅值接近充电电压的-3倍。     

脉冲变压器锥形高压绕组电压分布实验研究

 对脉冲变压器锥形高压绕组进行了脉宽为1 μs，500 ns及100 ns三种不同脉宽的单脉冲实验，研究了不同输入条件下绕组中的电压分布特性，比较了空心、加内铁芯和加内外铁芯三种不同结构绕组中的对地电压及匝间电压的分布曲线。实验结果表明：在高频冲击电压条件下，脉冲变压器锥形高压绕组中的电压呈现非线性分布且存在明显的振荡过程，导致绕组首端的电压梯度增大，伴随脉宽减小电压波形发生明显畸变，冲击电压以波的形式在绕组中传播，从而引起匝间电压按照正弦规律起伏变化，匝间电压的极值通常出现在绕组首末端，加入铁芯有助于抑制电压谐振但同时增大了匝间电压。     

基于双锥形绕组铁芯变压器的三谐振脉冲变压器

研制了一台基于双锥形绕组铁芯变压器的三谐振脉冲变压器,具有结构紧凑、小巧轻便等优点。铁芯变压器磁芯由0.08 mm的硅钢薄带绕成半月形闭合结构,放置于铝制紧固件中;初次级绕组采用双绕组并联结构,两个锥形高压绕组对称绕制在刻槽的有机玻璃骨架上并将高压从圆筒中轴线引出,改善了绕组电场分布的不均匀性并实现了高压的同轴输出。铁芯变压器、LC调谐回路和27 pF脉冲形成线组成三谐振回路,其中谐振电容为同轴结构电容,谐振电感由直径0.08 mm的漆包线不均匀绕制于刻槽的有机玻璃绝缘体上。实验结果表明,该三谐振脉冲变压器最大工作电压大于800 kV,充电时间约为650 ns,同时也验证了将双谐振铁芯脉冲变压器改造成三谐振脉冲变压器具有可行性。     

理解原线圈电流与电压的相位关系

当理想变压器连接纯电阻负载时,原线圈的电压与电流是同相的,但不少初学者对于这一点存有误解和困惑,因此在用瞬时值分析时容易出现疏漏,得出两者相位差等于π/2的错误结论.本文用矢量法分析理想变压器各物理量之间的相位关系,并给出正确的瞬时值分析过程,从而指出上述错误结论的来源.     

变压器绕组极性的测定

变压器的种类虽然很多,但是它们的基本构造和工作原理是相同的,一般都是由闭合铁芯和高压、低压线圈等几个主要部分组成.     

空间扫描型光纤法布里珀罗传感解调系统中CCD的光照度数学模型研究

针对空间扫描型光纤法布里珀罗（F-P）传感解调系统中CCD的光照度分布建立了数学模型,研究了不同帧扫描频率下CCD输出信号和信噪比。利用已设计的解调模块进行了CCD光照度分布的实验,实验结果表明,当帧扫描频率不同时,CCD各个像素输出信号电压的实验值与计算值的相对误差均小于2.5%,同一像素输出信号电压的实验值与计算值的相对误差变化数值均小于0.005,随实验所用CCD帧扫描频率变化,信噪比以184 Hz为分界点以两种变化斜率改变,验证了数学分析模型的有效性。     

多间隙气体开关触发放电过程及击穿抖动

实验研究了开关闭合抖动随欠压比和脉冲触发电压的变化关系,利用紫外光纤探测器测量不同间隙放电时延,分析了放电过程对多间隙开关闭合抖动的影响,并研究采用预电离方法降低开关触发电压。实验表明:开关抖动随脉冲触发电压与欠压比的乘积增大呈指数下降趋势;当触发电压和欠压比的乘积大于33 kV时,开关抖动小于5 ns;乘积大于45 kV时,开关抖动降到3 ns以下并趋于饱和;对六间隙气体开关抖动的贡献,触发间隙占30%~40%,其余5个间隙为60%~70%;欠压比和触发电压对触发间隙击穿抖动的影响最大,对随后放电的3个间隙影响较小,对最后2个间隙几乎无影响;当欠压比大于57%时,采用预电离措施使开关的触发电压降低了10 kV以上。     

HL—1装置铁芯变压器气隙研究

本文对HL-1装置铁芯变压器气隙进行了实验研究和理论计算。模拟实验给出了不同气隙情况下,空载和负载放电时,等离子体区的杂散场和铁芯磁化曲线测试结果。并用HL-1装置的理论计算值及力线分布做了验证。     

脉冲激光器输出能量对薄膜损伤阈值测试的影响

薄膜损伤阈值是薄膜抗强激光作用的关键参数，而脉冲激光器的输出能量直接决定了激光薄膜损伤闲值测试结果及其测试精度。激光器的工作电压、频率以及传输距离是影响能量的重要因素。根据脉冲激光器的工作原理，建立了能量与电压、能量与频率和能量与传输距离的数学模型。在激光器工作电压范围内（300～1100V）进行了实验研究，结果表明：不同频率下建立的能量与电压的数学模型不同；同一工作频率下，激光输出能量与电压有两个线性区域；能量稳定性最好的区域其RMS值小于0．025，PV值小于0．07；输出能量随着探测距离的增加而减小。该结果为激光薄膜损伤阂值测试精度的提高提供了可靠的理论依据。     

超导可控电抗器对云南电网500kV线路电压调节分析

饱和铁芯型超导可控电抗器(saturated core superconducting controllable reactor)是一种超导电力技术研发的新型可控电抗器。与传统电抗器相比,具有体积小、重量轻、效率高、阻燃等优势,在超高压输电系统中对调节电压起着重要作用。通过分析饱和铁芯型超导可控电抗器的原理,利用PSCAD搭建云南电网德宏至砚山500kV输电线路模型,结合实际线路的潮流分布,在线路首端博尚和线路末端砚山投入超导可控电抗器进行仿真分析,比较在不同运行方式下投入可控电抗器前后对两地电压的调节效果,为饱和铁芯型超导可控电抗器在云南500kV输电系统中的应用提供参考。