Exam text content

SMG-4250 — Suprajohtavuus sähköverkossa

Tentti 29.3.2010 Risto Mikkonen

 

Oman ohjelmoitavan laskimen käyttö sallittu.

1. Selitä, mitä ymmärretään I- ja II-lajin suprajohteilla. Selvitä edelleen, mitä ymmärretään
koherenssipituudella, tunkeutumissyvyydellä ja pinning-keskuksella. Meissner-ilmiö on
vain suprajohteille tyypillinen ominaisuus, joka ei selity pelkästään ideaalisella
sähkönjohtavuudella. Miksi?

2. Olet suunnittelemassa suprajohtavaa energiavarastomagneettia (SMES).
a) Esitä käämin (solenoidi) poikkileikkauksen avulla Lorentz-voimista aiheutuvat eri
jännitystilat.
b) Vertaile solenoidi- ja toroidityyppisen käämigeometrian etuja ja haittoja.
c) SMES-järjestelmän toimintaperiaate — edut ja haitat.

3. Mitä ymmärretään kryogeenisella stabiilisuudella? Johda kyseiseen termiin liittyvä ns.
Steklyn parametri. Mikäli pyritään kryogeenisesti stabiliin käämirakenteeseen, mitä se
tarkoittaa suprajohtavuuden tuomien etuisuuksien näkökulmasta?

4. Suprajohtavan magneetin suojausmenetelmät.

5. Tee selkoa
a) suprajohtavan tehonsiirtokaapelin
b) suprajohtavan vikavirranrajoittimen

rakenteesta ja sovelluspotentiaalista.

6. Selitä lyhyesti käsitteet
a) Wiedemann-Franzin laki
b) suprajohteen kytkentähäviöt
c) suprajohteen RRR-arvo