В Дрезденской лаборатории сильного магнитного поля находится крупнейшая в мире конденсаторная батарея. Это зверь, который хранит пятьдесят мегаджоулей энергии.
Учёные построили его по одной причине: чтобы создавать магнитные поля, достигающие ста тесла - силы, которые не существуют естественным образом на Земле. 100 Тесла - это очень много. Это экстремальное магнитное поле, которое сложно получить и опасно использовать. Для понимания - магнитное поле Земли около 0.00005 Тесла, а самые мощные постоянные магниты имеют около 10-12 Тесла. Мощные магниты в лаборатории могут достигать 100 Тесла и более.
У любого человека, который мало связан с электрофизикой возникнет главный вопрос - почему именно конденсатор нужен для создания магнитного поля?
В отличие от генераторов, которые генерируют энергию непрерывно, конденсаторы действуют как накопители колоссальных объемов энергии, способные высвободить её в виде мгновенного, мощнейшего импульса тока. Этот импульс, проходя через специальную катушку, и создает экстремально сильное магнитное поле.
Тут уже чуть проще и об этом вы наверное знаете. Катушка (например, соленоид) состоит из витков изолированного провода, намотанных на цилиндрический стержень, а ток, протекающий по этим виткам, создаёт магнитное поле вокруг катушки.
Создание ультрасильных магнитных полей требует мгновенного нарастания тока. Конденсаторы позволяют достичь этой скорости, невозможной для других источников питания. Они аккумулируют энергию относительно медленно, но разряжаются практически мгновенно, обеспечивая необходимые микросекунды для проведения исследований. Больше конденсатор - больше энергии.
Конденсатор из Дрездена представляет собой не единый монолитный блок, а систему из сотен отдельных конденсаторов, работающих в идеальной гармонии. Сотни меньших конденсаторов соединены параллельно, что увеличивает общую емкость системы и позволяет легко заменять вышедшие из строя элементы, не останавливая работу всей установки. Каждый модуль, в свою очередь, представляет собой сложную систему охлаждения и защиты, гарантирующую безопасную и эффективную работу.
Диэлектриком в этих конденсаторах выступает не традиционная бумага или полимер, а смесь, разработанная специально для экстремальных нагрузок. Ее состав держится в строжайшем секрете, однако известно, что она обладает невероятной диэлектрической прочностью и способна выдерживать колоссальные напряжения без пробоя. Эта смесь залита в специальные герметичные корпуса, исключающие попадание влаги и других загрязнений, которые могли бы ухудшить ее характеристики.
Проводники внутри конденсаторов также уникальны. Они изготовлены из специального сплава меди с высоким содержанием серебра, что обеспечивает минимальное сопротивление и максимальную токопроводимость. Это критически важно для минимизации потерь энергии при разряде и обеспечения максимальной скорости нарастания тока, необходимой для создания ультрасильного магнитного поля. Проводники имеют сложную геометрию, оптимизированную для равномерного распределения тока и снижения электромагнитных помех.
Система управления разрядом представляет собой еще одну важную часть конструкции. Она обеспечивает синхронный разряд всех конденсаторов, чтобы максимизировать мощность импульса и избежать перегрузок отдельных модулей. Система оснащена сложной системой диагностики, которая постоянно отслеживает состояние каждого конденсатора и при необходимости автоматически отключает его от системы.
Вся конструкция размещена в бункере с толстыми стенами из армированного бетона, способном выдержать колоссальные электромагнитные силы, возникающие при разряде конденсаторов. Бункер также оснащен системой подавления шума и вибраций, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду.
Когда ученые нажимают на кнопку, этот монстр вырабатывает достаточно энергии, чтобы остановить поезд весом в пятьдесят восемь тонн, движущийся со скоростью сто пятьдесят километров в час.
Физики используют эти экстремальные магнитные поля для изучения того, как ведут себя материалы, когда искажается реальность. Они изучают металлы, полупроводники и другие вещества, которые раскрывают квантовые секреты при невероятном магнитном поле.
⚡ Не забывайте, что у канала есть премиум-раздел
⚠️ На всякий случай потихоньку переношу материалы с ДЗЕНа в Телеграм и делаю архив. Мало ли что...Читайте лучшие статьи с канала здесь и не забывайте подписаться!
---
⚡ Обязательно подпишитесь на Telegram проекта и читайте эксклюзивные статьи! Обновления каждый день!