مطالعه رفتاری تنش در کویل های تروئیدی ، سلونوئیدی و تروئیدی مارپیچی با ساختار حلقه‌ای یکسان

  محمدرضا علیزاده پهلوانی ، عباس شولائی

    چکیده

در این مقاله نشان داده می شود که کویل تروئیدی مارپیچی در مقایسه با کویل های سلونوئیدی خالص و تروئیدی خالص میتواند بگونه ای طراحی گردد که حذف یا متعادل نمودن تنش در برخی از جهت های مختصاتی ممکن گردد. بعبارت دیگر حذف تنش های فشاری (تنش منفی) در کویل های تروئیدی خالص و پلوئیدی خالص که ساختار حلقه ای مشابه با کویل تروئیدی مارپیچی دارند به ازاء جمیع مقادیر پارامترهای هندسی کویل بر خلاف کویل تروئیدی مارپیچی امکان پذیر نمی باشد. با توجه به اینکه محاسبات اندوکتانس هر نوع کویل مبنای طراحی بهینه کویل ها با توابع هدف گوناگون از قبیل ماکزیمم نمودن نسبت انرژی مغناطیسی ذخیره شده به حجم تروئید یا هادی مصرفی ، حذف و متعادل نمودن تنش در برخی از جهت های مختصاتی ، تضعیف شار پراکندگی و ... می باشد لذا در این مقاله روابط اندوکتانس خودی و متقابل کویل تروئیدی مارپیچی در شرایط ابررسانایی بر اساس معادله نیومن تدوین می گردد. همچنین نشان داده می شود که اندوکتانس خودی به شرط رعایت شعاع انحنای بزرگتر از4/0 شعاع فرعی و تعریف شعاع متوسط هندسی در شرایط ابررسانائی همانند اندوکتانس متقابل بدست می آید. مقایسه نتایج اندوکتانس اندازه گیری شده در آزمایشگاه با نتایج محاسباتی نشان می دهد که روابط اندوکتانس ارائه شده از قابلیت اطمینان بالائی برخوردار می باشند. ترسیم سطوح همتراز چگالی شار مغناطیسی بیان می کند که تمهیدات ویژه ای می بایست جهت حذف شارهای پراکندگی در کویل تروئیدی مارپیچی نسبت به کویل های سلونوئیدی خالص و تروئیدی خالص لحاظ نمود.