Статьи

Впервые получено интегро-дифференциальное уравнение для расчета проникновения магнитного поля в сверхпроводник в мейснеровском состоянии для нестационарного случая с учетом возбуждения как сверхпроводящих, так и нормальных электронов согласно двухжидкостной модели сверхпроводников. При синусоидальном изменении магнитного поля данное интегро-дифференциальное уравнение сводится к модифицированному уравнению Лондонов, в котором получено комплексное выражение для глубины проникновения переменного магнитного поля в зависимости от частоты изменения магнитного поля и долей концентраций нормальных и сверхпроводящих электронов. С помощью модифицированного уравнения Лондонов рассмотрено проникновение переменного магнитного поля в плоскопараллельную сверхпроводящую пластину конечной толщины в зависимости от частоты поля.

Рассмотрены переходные процессы в сверхпроводниках, протекающие при замыкании ключа (или его размыкании) в электрической цепи на постоянном токе, а также процессы при синусоидальном изменении электродвижущей силы (ЭДС) источника тока. Для описания переходных процессов представлена эквивалентная электрическая схема сверхпроводников в соответствии с двухжидкостной моделью, согласно которой все электроны в сверхпроводнике разделены на два типа – сверхпроводящие и нормальные. При этом впервые введены инерционные индуктивности для сверхпроводящих и нормальных электронов Ls и Ln, характеризующих динамику ускорения различных «сортов» электронов вследствие возбуждения электрического поля при переменных условиях, а также эффективное сопротивление Rn для описания диссипации энергии при возбуждении нормальных электронов. Получены зависимости нормального и сверхпроводящего токов, электрического поля в сверхпроводниках от частоты ЭДС источника тока, вычислены средняя мощность источника тока и тепловыделение за счет джоулевых потерь в сверхпроводнике при возбуждении нормальных электронов в зависимости от частоты и температуры.

Представлена эквивалентная электрическая схема сверхпроводников согласно
двухжидкостной модели для описания переходных процессов при коммутации посто-
янного тока и нестационарных процессов при гармоническом изменении электродви-
жущей силы (ЭДС) источника питания. В схеме введены инерционные индуктивно-
сти для нормальных и сверхпроводящих электронов (L n , Ls ) и эффективное
сопротивление Rn вследствие возбуждения нормальных электронов под действием
индуцированного электрического поля. Также показаны существенные недостатки и
противоречия в эквивалентной электрической схеме сверхпроводников, предложенной
другими авторами. Введенная в работе эквивалентная электрическая схема позволяет
описать переходные процессы, а также получить зависимости нормального и сверх-
проводящего токов, электрического поля от времени и мощность тепловыделения в
сверхпроводнике при возбуждении нормальных электронов в зависимости от часто-
ты и температуры.