Ciągły wzrost zapotrzebowania na energię elektryczną w skali globalnej wiąże się z coraz wyższymi kosztami jej produkcji, wymuszającymi wdrażanie nowych rozwiązań technicznych, mniej szkodliwych dla środowiska naturalnego. Dotychczasowe metody produkcji energii elektrycznej pozyskiwanej z paliw kopalnych, emitujące do atmosfery ogromne ilości spalin i zagrażające egzystencji milionów żywych istnień są zastępowane energią odnawialną: wiatru, wody i słońca (elektrownie wodne, wiatrowe, fotowoltaiczne). Duży problem stanowi dostarczenie energii do często odległych odbiorców, co w znacznym stopniu ułatwiają już wdrażane osiągnięcia nanotechnologiczne.
EN
The continuous increase in demand for electricity on a global scale is associated with ever higher production costs, forcing the implementation of new technical solutions that are less harmful to the natural environment. The existing methods of producing electricity obtained from fossil fuels, emitting a huge amount of exhaust gases into the atmosphere and threatening the existence of millions of living creatures, is replaced by renewable energy of wind, water and sun (hydro, wind, photovoltaic power plants). A big problem is the supply of energy to often distant recipients, which is largely facilitated by the already implemented nanotechnology achievements.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono metodę wyznaczanie temperatury taśmy nadprzewodnikowej na podstawie zmierzonych przebiegów prądu i napięcia. Metoda ta została zaimplementowana w programie NI Diadem i służyła do wyznaczenia temperatury taśmy HTS 2G w stanie rezystywnym po przekroczeniu temperatury krytycznej. Przedstawiono zarejestrowane przebiegi prądu i napięcia zmierzone na powierzchni taśmy nadprzewodnikowej oraz obliczoną średnią wartość temperatury taśmy nadprzewodnikowej.
EN
The article presents a method for determining the temperature of a superconducting tape based on measured current and voltage waveforms. This method was implemented in the NI Diadem software and was used to determine the temperature of the HTS 2G tape in the resistive state after exceeding the critical temperature. Recorded current and voltage waveforms measured on the surface of the superconducting tape and the calculated average temperature value of the superconducting tape are presented.
Ważnym zagadnieniem projektowania i eksploatacji sieci elektroenergetycznych jest zmniejszenie zagrożeń wywoływanych przez zwarcia wielkoprądowe. Zastosowanie urządzeń ograniczających ewentualne prądy zwarcia umożliwia obniżenie poziomu wymaganej wytrzymałości zwarciowej elementów systemu, zapewniając redukcję nakładów inwestycyjnych i remontowych. Obecnie coraz lepsze perspektywy zyskują urządzenia oparte na elementach nadprzewodzących.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono zasadę działania indukcyjnego trójuzwojeniowego nadprzewodnikowego ogranicznika prądu. Ogranicznik trójuzwojeniowy jest konstrukcją bezrdzeniową, składającą się z dwóch uzwojeń nadprzewodnikowych i jednego konwencjonalnego uzwojenia miedzianego. Wszystkie trzy uzwojenia ogranicznika są magnetycznie sprzężone ze sobą. W artykule przedstawiono również model fizyczny ogranicznika trójuzwojeniowego na napięcie znamionowe 15 kV oraz wyniki przeprowadzonego testu zwarciowego.
EN
The article presents the principle of operation of an inductive three-winding superconductor current limiter. The three-winding limiter is a coreless construction, consisting of two superconducting windings and one conventional copper winding. All three limiter windings are magnetically coupled. The article also presents the physical model of a three-winding limiter for a rated voltage of 15 kV and the results of a short-circuit test.
Two methods for calculating transport parameters in semiconductor superlattices by applying Green’s functions are compared in the paper. For one of the methods, the Wannier functions method, where computations in the complex space and Wannier functions base are required, the Hamiltonian matrix is small in size and its elements depend solely on the energy. For the real space method, as it operates in the floating point domain and uses the Hamiltonian containing the elements dependent both on energy and position, the Hamiltonian matrix is larger in size. The size makes the method computationally challenging. To find the consequences of choosing one of the methods, a?direct comparison between the computations, obtained for both methods with the same input parameters, was undertaken. The differences between the results are shown and explained. Selected simulations allowed us to discuss advantages and disadvantages of both methods. The calculations include transport parameters such as the density of states and the occupation functions, with regard to scattering processes where the self-consistent Born approximation was used, as well as the spatial distribution of electron concentration for two superlattices structures. The numerical results are obtained within the non-equilibrium Green’s functions formalism by solving the Dyson and the Keldysh equations.
Artykuł jest pracą przeglądową, stanowi kontynuację cyklu publikacji dotyczących ceramicznych nadprzewodników wysokotemperaturowych, ze zwróceniem szczególnej uwagi na nadprzewodnik z rodziny miedzianów YBa2Cu3O7-x (nazywany też YBCO lub Y-123). Należy on do najważniejszych ceramicznych materiałów nadprzewodzących. W artykule przedstawiono podział na różne techniki otrzymania YBa2Cu3O7-x, a bardziej szczegółowo opisano otrzymywanie YBCO konwencjonalną metodą prażenia.
EN
This review paper continues a series of articles on ceramic high-temperature superconductors, with particular attention to the superconductor family of cuprates YBa2Cu3O7-x. (called also YBCO or Y-123). It belongs to most important superconducting materials. In this paper, the division into different methods for obtaining YBCO ceramics have been presented. Conventional ceramic process for obtaining of YBCO, namely calcination, has been described in more detail.
Celem autorów artykułu jest przedstawienie historii odkrycia zjawiska nadprze- wodnictwa oraz możliwych jego zastosowań. W artykule omówione zostały właściwości charakterystyczne dla stanu nadprzewodzącego, dzięki którym nadprzewodniki znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach techniki. Zostały opisane pierwiastki, stopy i materia- ły wykazujące właściwości nadprzewodzące, charakterystyka nadprzewodników nisko- temperaturowych – LTS i wysokotemperaturowych HTS. Przedstawiona została technolo- gia wykonania taśm i przewodów nadprzewodnikowych nawojowych oraz perspektywa rozwoju zastosowania nadprzewodników.
EN
The aim of this article is to present the history of discovery of the superconductivity phenomenon and basic concepts related to it. The article discusses properties and char- acteristics of the superconducting state due to which superconductors are used in various technical fields. Elements, alloys and materials exhibiting the properties of superconduct- ing state, characteristics of low-temperature superconductors (LTS) and high temperature superconductors (HTS) were also described in the article. The production technology of superconducting wires and tapes, as well as the development prospects of superconduc- tor applications were presented.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This paper presents mathematical analysis of the first inrush current pulse for transformers with windings made of superconducting materials. Formulas are derived hereby, allowing for calculation of pulse duration. Moreover, dependences are shown which allow for specifying the time when transformer’s primary winding is in the resistive state.
PL
W artykule przedstawiono analizę matematyczną pierwszego impulsu prądu włączania transformatora z uzwojeniami wykonanymi z materiału nadprzewodnikowego. Wyprowadzono wzory umożliwiające wyliczenie czasu trwania impulsu. Podano również zależności umożliwiające określenie czasu przez jaki uzwojenie pierwotne transformatora znajduje się w stanie rezystywnym.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł przedstawia matematyczny model lewitacji dysku wykonanego z nadprzewodnika wysokotemperaturowego YBaCuO (YBCO) umieszczonego w polu magnetycznym wytworzonym przez układ magnesów trwałych. Obliczenia przeprowadzono dla modelu 3D z wykorzystaniem metody elementów skończonych. Przeprowadzone obliczenia pozwoliły na skonstruowanie rzeczywistego stanowiska do badania i demonstracji lewitacji magnetycznej z wykorzystaniem nadprzewodnika wysokotemperaturowego.
EN
This article presents a mathematical model of levitation disc made of high-temperature superconductor YBaCuO (YBCO) placed in a magnetic field generated by a system of permanent magnets. The calculations were performed for the 3D model using the finite element method. Calculations allowed to construct a real model to the research and demonstration of magnetic levitation using high-temperature superconductor.
Artykuł jest pracą przeglądową, otwiera cykl publikacji dotyczących ceramicznych nadprzewodników wysokotemperaturowych ze zwróceniem szczególnej uwagi na nadprzewodnik z rodziny miedzianów – YBa2Cu3O7-x. W pierwszej części przedstawiono krótką historię odkryć materiałów nadprzewodzących, podano definicje nadprzewodników niskotemperaturowych i wysokotemperaturowych oraz nadprzewodników I i II rodzaju. Przedstawiono także możliwości przemysłowych zastosowań materiałów nadprzewodzących.
EN
The article is the review which opens a series of articles on ceramic hightemperature superconductors with particular attention to the superconductor family of cuprates – YBa2Cu3O7-x. The first part presents a brief history of the discovery of superconducting materials, the definitions of low- and high-temperature superconductors as well as type I and II superconductors. The possibilities of industrial applications of superconducting materials are briefly presented.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pewnych okolicznościach, włączeniu nieobciążonego transformatora nadprzewodnikowego do sieci towarzyszyć może prąd włączania o dużej wartości. Na skutek nasycenia rdzenia, pole magnetyczne w kolumnie wielokrotnie przekracza wartość obliczeniową. W efekcie może mieć miejsce przekroczenie krytycznych wartości prądu oraz natężenia pola materiału nadprzewodnikowego, uzwojenia transformatora przechodzą ze stanu nadprzewodzenia do stanu rezystywnego. Wzrost strat przekłada się na wzrost temperatury nadprzewodnika, mogący prowadzić do termicznego uszkodzenia uzwojeń. W pracy poddano analizie wzrost strat w uzwojeniu transformatora HTS na skutek przepływu prądu włączania.
EN
In some cases after the superconducting transformer is switched into the energetic network, core saturation occurs. Magnetic field is many times greater than the calculated field. The outer magnetic field causes increase in losses in superconducting transformer’s windings. The effect is getting the windings from superconducting to resistive state. Increase in windings temperature in the resistive state can lead to irreversible superconductor degradation.
In this study, we examined the effect of Ga-doping and mechanical alloying in MgB2 on microstructural and phase evolution. A comparison was made between in-situ and ex-situ processed Mg-B-Ga samples. Densification was markedly improved by ex-situ sintering of ball-milled MgB2+Ga. The Ga-doping and ball-milling prior to sintering resulted in the formation of impurity phases such as MgO, Ga5Mg2 and Ga2O3. Lattice parameter of MgB2 increased with increasing ball-milling duration as well as by Ga-doping.
13
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Włączeniu transformatora nadprzewodnikowego do sieci energetycznej może towarzyszyć prąd jednokierunkowy o dużej amplitudzie. Wartości maksymalne następujących krótko po sobie impulsów prądu mogą przekraczać wielokrotnie prąd krytyczny nadprzewodnika, z którego wykonano uzwojenia transformatora. W skutek propagacji strefy rezystywnej dochodzi do przegrzania taśmy nadprzewodzącej, co może skutkować wyłączeniem transformatora z eksploatacji. W artykule przedstawiono wyniki badań transformatora HTS o mocy 10 kVA.
EN
Switching the superconducting transformer to the power grid may be accompanied by a unidirectional current of large amplitude. The maximum values occurring shortly after the current pulse can exceed several times the critical current superconductors, of which the transformer windings. As a result of propagation of the resistive zone, overheating of the superconducting tape, which may result in damage to the transformer. This paper presents the results of HTS transformer of a power 10 kVA.
W ciągu ostatnich dwóch lat odbyło się wiele jubileuszy w historii nadprzewodnictwa, z czego szczególnie celebrowanym było 100-lecie odkrycia nadprzewodnictwa przez Heike Kammerlingha Onnesa w 1911 r. W tle tego jubileuszu mniej podkreślone zostało 50-lecie kwantowania strumienia indukcji magnetycznej w wielospójnych nadprzewodnikach, które stanowi zalążek elektroniki nadprzewodnikowej.
15
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono wybrane zagadnienia związane ze wspólnymi badaniami prowadzonymi pod kierunkiem Profesora Tadeusza Janowskiego w Pracowni Technologii Nadprzewodnikowych w Lublinie we współpracy z Instytutem Podstaw Elektrotechniki i Elektrotechnologii IPEIE, na Wydziale Elektrotechniki i Informatyki Politechniki Lubelskiej i w Centrum Doskonałości ASPPECT.
EN
Selected issues related to joint research conducted under the direction of Professor Tadeusz Janowski in the Laboratory of Superconducting Technology in Lublin in cooperation with the Institute of Electrical Engineering and Electrotechnologies and the Centre of Excellence ASPPECT have been presented.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The quality of metallic electrodes affects the measured critical temperature Tc and critical current Ic of high-temperature ceramic superconductors. In this paper the YBa2Cu3Ox system with thin metallic film mono- and bi-layer conductors as a current and voltage electrodes is described. The influence of contact layer systems Ni-Cu, Ni-Ag and Ni-Mo on critical temperature and current density was examined. The simple model of physical phenomena in superconductor-metal interlayer has been presented.
PL
Jakość wykonania metalicznych elektrod ma istoty wpływ na mierzone wartości temperatury krytycznej Tc i prądu krytycznego Ic ceramicznych nadprzewodników wysokotemperaturowych. W pracy przedstawiono wyniki badań elektrod dwuwarstwowych. Elektrody te wykonano w celu poprawienia właściwości elektrod niklowych. Zastosowano rozpylanie magnetronowe z odpowiednich targetów w połączeniu z parowaniem próżniowym.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Artykuł zawiera przegląd literatury dotyczący wyników badań, jakie prowadzone są na nowo odkrytym materiale grafenie. Przedstawione zostały najpopularniejsze metody jego otrzymywania. Ponadto zaprezentowano i omówiono poznane do tej pory właściwości oraz potencjalne obszary jego zastosowania (wraz z praktycznymi przykładami wykorzystania). Zaprezentowano również najważniejsze kierunki dalszych badań oraz możliwości jego wpływu na przyszłość techniki.
EN
This article contains a literature review of research results which are conducted on newly discovered material graphene. Article presents most popular method of its production. Moreover, were presented and discussed so far known properties and areas of application (with practical examples of application). This article presents also the main directions of further research and its possible influence on the future of technology.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Z okazji stulecia odkrycia zjawiska nadprzewodnictwa przypominam najważniejsze fakty z pierwszego okresu oraz próby teoretycznego jego zrozumienia. Okazuje się, że nad objaśnieniem zjawiska pracowały najtęższe umysły pierwszej polowy XX w. Udało się to dopiero w 1957 roku Bardeenowi, Cooperowi i Schriefferowi. Teoria BCS objaśniała wszystkie znane fakty i przewidywała nowe, co szybko zostało potwierdzone doświadczalnie, a teoria zaakceptowana jako poprawne objaśnienie zjawiska. Odkrycia ostatniego ćwierćwiecza stawiają nowe wyzwania dla teorii. Okazuje się, że prosty model BCS nie wystarcza do zrozumienia właściwości nowych nadprzewodników, które nazywamy niekonwencjonalnymi albo egzotycznymi. Chociaż nadprzewodniki znalazły wiele ważnych zastosowań w różnych dziedzinach życia, to wciąż nie spełniły olbrzymich nadziei w nich pokładanych, Mimo to, ta gałąź nauki rozwija się bardzo dynamicznie i wciąż fascynuje nowe generacje fizyków.
EN
On the occasion of centenary of the discovery of Superconductivity l remind some facts from the first period and attempts to understand the phenomenon. It turns out that most famous physicists of the first half of XX century have tried to solve the puzzle. Bardeen, Cooper and Schrieffer succeeded in 1957. BCS theory successfully described all known facts and offered new predictions, which soon have been confirmed experimentally contributing to the widespread acceptance of the theory. New discoveries of the last quarter of the century put new requirements for the theory. It turns out that simple BCS model is not enough to understand new unconventional or exotic superconductors. Eyen though the superconductors have found many important applications in various branches of technology they have not yet fulfilled the hopes. In spite of that the scientific studies of superconductors develop vividly and fascinate new generations of physicists.
19
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Postęp technologiczny wymusza na producentach próby zastosowania nadprzewodników ceramicznych do produkcji przewodów zdolnych do bezrezystancyjnego przenoszenia wysokich gęstości prądów. Wiele firm oferuje obecnie tego rodzaju produkty {w postaci taśm lub przewodów). Jednakże specyfika wysokotemperaturowych materiałów ceramicznych powoduje, że w konkretnych zastosowaniach ich właściwości nadprzewodzące mogą różnić się od parametrów katalogowych. Prezentowana praca ma na celu porównanie danych wytwórcy nadprzewodzącej taśmy BiSrCaCuO/Ag z właściwościami zmierzonymi bezpośrednio.
EN
Technological progress causes that manufacturers of superconducting devices should apply the ceramic superconductors for producing wire that would be able to carry high current without losses. Presently any firms offer this kind of products (in the form of tape or wire). However specific properties of high-temperature ceramics materials lead to discrepancy between the manufacturer data and the material parameters in particular application. Presented paper deals with comparison between measured properties and catalog data for superconducting BiSrCaCuO/Ag tapes.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.