Übersicht
Zum besseren technischen Verständnis des elektromagnetischen Verhaltens eines Supraleiters wird für den Fall eines plötzlich eingeschalteten äußeren Magnetfeldes der räumliche und zeitliche Verlauf der elektromagnetischen Feldgrößen im Innern des Supraleiters untersucht.
Die mit Hilfe der London-Theorie herzuleitenden Feldgleichungen werden für die Geometrie des supraleitenden Halbraums und unter einigen Vernachlässigungen gelöst.
Daraus gehen die Verhältnisse beim Normalleiter für den Grenzfall der unendlich großen Eindringtiefe hervor.
Während für technische Anwendungsfälle die Dauer bis zum Erreichen statischer Feldzustände beim Supraleiter vernachlässigbar ist, darf sie beim Normalleiter mitunter nicht außer Acht gelassen werden.
Contents
For a better technical understanding of the electromagnetic behaviour the space/time-distribution of the electromagnetic field values within a superconductor subjected to a suddenly applied external magnetic field is investigated.
The field equations resulting from the London theory are solved for a semi-infinite superconductor, making some simplifications.
The behaviour of a normal conductor is obtained if the penetration depth is considered as infinite.
Whereas in technical applications the period of time in which static field conditions are reached can be neglected in super-conductors, in normal conductors it must be taken into account sometimes.
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Abbreviations
- B :
-
Magnetische Kraftflußdichte in T
- D :
-
dielektrische Verschiebungsdichte in Asm−2
- E :
-
Elektrische Feldstärke in Vm−1
- e :
-
1,6·10−19 As Elektronenladung
- f :
-
Frequenz in s−1
- H :
-
Magnetische Feldstärke in Am−1
- H e :
-
Feldstärke des äußeren Magnetfeldes in Am−1
- m :
-
9,1·10−31kg Elektronenmasse
- n s :
-
Dichte supraleitender Ladungsträger in m−3
- S :
-
Gesamt-Stromdichte in Am−2
- S n :
-
normalleitende Stromdichte in Am−2
- S s :
-
supraleitende Stromdichte in Am−2
- S v :
-
Verschiebungsstromdichte in Am−2
- t :
-
Zeit in s
- v s :
-
Geschwindigkeit supraleitender Ladungsträger in ms−1
- ε0 :
-
8,86·10−12AsV−1m−1 Dielektrizitätskonstante des leeren Raumes
- Λ:
-
10−21VsmA−1 (Londonsche) Materialgröße
- λ:
-
10−7 m supraleitende Eindringtiefe (Londonwert)
- μ0 :
-
4π·10−7VsA−1m−1 Permeabilitätskonstante des leeren Raumes
- δ:
-
Ladungsdichte in Asm−3
- τ:
-
Relaxationszeit in s
- ω:
-
Kreisfrequenz in s−1
- σ:
-
elektrische Leitfähigkeit in Ω−1 m−1
Literatur
Klaudy, P.A.: Überlastschutz supraleitender Starkstromgeräte. E und M 85 (1968) 89–98
London, F.: Superfluids, Vol. 1. New York: Dover 1961.
Lynton, E. A.: Supraleitung. Mannheim: Bibliogr. Inst. 1966
Laue, M. v.: Theorie der Supraleitung. Berlin, Göttingen, Heidelberg: Springer 1949
Bateman, H.: Tables of Integral Transforms, Vol. I. New York: McGraw-Hill 1954
Schaffernak, A. F.: Beitrag zum technischen Verständnis der phänomenologischen Theorien der Supraleitung von Gorter-Casimir und London. Diss. TH Graz, 1971
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Schaffernak, A.F. Der Typ-I-supraleiter im sprungförmigen, äußeren Magnetfeld. Archiv f. Elektrotechnik 56, 112–119 (1974). https://doi.org/10.1007/BF01543291
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF01543291