A coil generating high and homogeneous magnetic fields

• Authors: Stanisław Bednarek , Julian Płoszajski

Title variants

PL

Cewka do wytwarzania silnych jednorodnych pól magnetycznych

• Languages of publication: EN

Abstracts

EN

https://doi.org/10.26485/0459-6854/2018/68.1/3 This paper deals with an innovative design of a coil producing magnetic fields up to the magnitude of 55T within a volume of approximately a few dm3. The initial part of the paper describes of the design of the coil. The effective magnetic field in the coil is produced in a cylindrical volume located eccentrically inside a cylinder. Winding of the coil consisted of wires parallel to the cylinder and axes which protrude out of the device. The coil wires have been made of tungsten and cooled with liquid helium. The next part of the paper included calculations concerning the spatial distribution of the magnetic field induction. Approximate calculations were conducted for an infinitely long coil and precise calculations for a coil of limited length. Basic parameters for the power supply and cooling systems were also calculated. The collected results were compared with present technical possibilities and the feasibility of the project was discussed. Significant features of the coil include the high uniformity of the magnetic field produced, reduction of the dispersed field outside the coil as well as its low thermal power loss.

PL

https://doi.org/10.26485/0459-6854/2018/68.1/3 Artykuł dotyczy projektu innowacyjnej cewki do wytwarzania pól magnetycznych o indukcji ponad 55T w objętości kilku dm3. W początkowej części opisana została budowa cewki. Użyteczne pole magnetyczne w tej cewce wytwarzane jest w cylindrycznej wnęce, umieszczonej mimośrodowo wewnątrz walca. Uzwojenie cewki składa się z przewodów, równoległych do osi walca i wnęki oraz przechodzących na zewnątrz tego układu. Przewody wykonane są z wolframu i chłodzone ciekłym helem. W następnej części wyznaczono rozkład przestrzenny indukcji wytwarzanego pola magnetycznego. Przeprowadzono obliczenia przybliżone dla cewki długiej oraz dokładniejsze obliczenia dla cewki o ograniczonej d ługości. Obliczono również podstawowe parametry układu zasilania i chłodzenia tej cewki. Porównano uzyskane wyniki z obecnymi możliwościami technicznymi i przedyskutowano wykonalność projektu. Istotnymi zaletami cewki są: duża jednorodność wytwarzanego pola magnetycznego, zredukowanie pola rozproszonego na zewnątrz oraz niewielka moc strat cieplnych.

Keywords

EN

coil, cylinder, volume, magnetic field, uniformity, tungsten, cooling, liquid helium

PL

cewka, walec, wnęka, pole magnetyczne, jednorodność, wolfram, ch lodzenie, ciekły hel

• Publisher: Łódzkie Towarzystwo Naukowe, Stowarzyszenie
• Journal: Bulletin de la Société des Sciences et des Lettres de Łódź, Série: Recherches sur les déformations
• Year: 2018
• Volume: 68
• Issue: 1

Dates

published

2019-04-26

Contributors

author

Stanisław Bednarek

author

Julian Płoszajski