УДК 519.65:538.945
Математическое моделирование гармоник напряжения для вольтамперных характеристик с резкими особенностями
Н. Д. Кузьмичев1, М. А. Васютин2, Е. А. Лапшина3, Д. А. Шилкин4
| Аннотация | В работе выполнено математическое моделирование гармоник напряжения, возникающих в сверхпроводниках, которые находятся в резистивном состоянии при пропускании через них переменного гармонического тока. В резистивном состоянии вольтамперные характеристики сверхпроводника являются нелинейными и часто имеют резкие особенности, вызванные неустойчивостью. В связи с этим вольтамперные характеристики сверхпроводников, полученные на переменном и постоянном токах, сильно отличаются. Получены аналитические выражения амплитуды напряжения первой гармоники для широких пленок сверхпроводников второго рода с резкими особенностями типа скачка и излома в токовой зависимости вольтамперных характеристик. Численно рассчитаны зависимости амплитуд 1, 2, 3 и 5-ой гармоник напряжения от величины постоянного и амплитуды переменного тока. Показано, что положения особенностей на токовых зависимостях амплитуд гармоник напряжения определяют важные характеристики сверхпроводника. Рассмотрена экспериментальная ВАХ первой гармоники монокристалла YBCO. На основании выполненного математического моделирования показано, что при токах выше критического из-за плохого теплообмена происходит перегрев монокристалла. Сопротивление монокристалла зависит от температуры, растет пропорционально току и вольтамперная характеристика имеет параболическую зависимость. |
|---|---|
| Ключевые слова | вольтамперная характеристика (ВАХ) сверхпроводника, резкие особенности ВАХ, амплитуды напряжения гармоник, ВАХ гармоник напряжения, критический ток. |
1Кузьмичев Николай Дмитриевич, профессор кафедры конструкторско-технологической информатики, ФГБОУ ВО "МГУ им. Н. П. Огарёва" (430005, Россия, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), доктор физико-математических наук, ORCID: http://orcid.org/0000-0001-6707-4950, kuzmichevnd@yandex.ru.
2Васютин Михаил Александрович, доцент кафедры конструкторско-технологической информатики, ФГБОУ ВО "МГУ им. Н. П. Огарёва" (430005, Россия, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: http://orcid.org/0000-0002-4856-7407, vasyutinm@mail.ru.
3Лапшина Елена Анатольевна, доцент кафедры конструкторско-технологической информатики, ФГБОУ ВО "МГУ им. Н. П. Огарёва" (430005, Россия, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: http://orcid.org/0000-0002-8828-273X, e.lapshina2010@yandex.ru.
4Шилкин Дмитрий Алексеевич, инженер кафедры конструкторско-технологической информатики, ФГБОУ ВО "МГУ им. Н. П. Огарёва" (430005, Россия, Республика Мордовия, г. Саранск, ул. Большевистская, д. 68), ORCID: http://orcid.org/0000-0001-9061-3174, dwi8hi@outlook.com.
Цитирование: Кузьмичев Н. Д., Васютин М. А., Лапшина Е. А., Шилкин Д. А. Математическое моделирование гармоник напряжения для вольтамперных характеристик с резкими особенностями // Журнал Средневолжского математического общества. 2017. Т. 19, № 4. С. 68–78.
DOI 10.15507/2079-6900.19.201704.68-78
