Wydział Elektryczny

 

Politechniki Lubelskiej 

Instytut Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii 

 

 

 

 

 

Proj. elektrotechnologii 

prowadzący: dr inż. Michał Majka 

 

 

 

 

Projektowanie cewki nadprzewodnikowej 

 

 

 

 

 

 

Grupa EMNS1.1 

Damian Nowak 

1. Projekt elektromagnesu 

Projekt wykonałem za pomocą programu FEMM. Warunki brzegowe dobrałem zgodnie z instrukcją prowadzącego. 

 

2. Wyznaczenie charakterystyki B(I) magnesu nadprzewodnikowego 

Dla różnych ustawień prądu przeprowadziłem analizy i zanotowałem maksymalną wartość indykcyjności w 
bezpośrednim sąsiedztwie cewki. 

 

Na podstawie zebranych pomiarów, stworzyłem poniższą tabelkę, a następnie wyznaczyłem charakterystykę B(I) 
badanego elektromagnesu nadprzewodnikowego: 

B[T]  I[A] 

0 

0 

0,09 

10 

0,18 

20 

0,27 

30 

0,36 

40 

0,45 

50 

0,55 

60 

0,65 

70 

0,8 

88 

1,05  115 

 

3. Porównanie charakterystyki B(I) elektromagnesu z charakterystyką B(I) taśmy 
nadprzewodnikowej 

Korzystając z katalogowej charakterystyki taśmy High Strength Wire dla temperatury 77 K, naniosłem wybrane punky tej 
charakterystyki na charakterystykę badanego elektromagnesu. Otrzymałem następujący wykres: 

 

Wyznaczenie maksymalnej dopuszczalnej wartości prądu dla elektromagnesu w temperaturze 77 K polegało na 
odczytaniu wartości X (prądu w A) odpowiadającej punktowi przecięcia charakterystyki taśmy i elektromagnesu. 
Przyjąłem wartość równą 65 A. 

4. Wyznaczenie mapy indukcji magnetycznej B(r,z) 

Zmodyfikowałem parametry obwodu, przyjmując wartość prądu równą maksymalnej dopuszczalnej wartości 
wyznaczonej w poprzednim punkcie. Ponownie przeprowadziłem analizę, uzyskując poniższy obraz mapy indukcji 
magnetycznej w badanym układzie: 

 

5. Rozkład indukcji magnetycznej B(r) 

Na podstawie przeprowadzonej analizy, wyznaczyłem charakterystyki wzdłuż promieniowo skierowanego odcinka 
przekroju poprzecznego układu oraz wzdłuż osi elektromagnesu: 

 

 

6. Wartość indukcyjności L i energii zmagazynowanej w polu magnetycznym elektromagnesu 

Korzystając ze wzoru  = , wyznaczyłem wartość indukcyjności za pośrednictwem wbudowanego w FEMM narzędzia: 

 

Indukcyjność badanej cewki przy maksymalnym dopuszczalnym prądzie wynosi 0.667611 H. 

Aby zmierzyć wartość energii zmagazynowanej w polu magnetycznym elektromagnesu, ponownie użyłem narzędzi 
wbudowanych w program FEMM. Zaznaczyłem pole powierzchni badanego obszaru, włącznie z wnętrzem cewki, i 
wyznaczyłem całkę dla tego obszaru: 

 

Wartość energii zmagazynowanej w polu magnetycznym elektromagnesu wynosi 1398,87 J.