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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Der kritische Strom eines Supraleiters ist der maximale Gleichstrom, der als widerstandslos fließend angesehen werden kann. Oxidische Bi-2212- und Bi-2223-Supraleiter sind Supraleiter mit einer Schichtstruktur, die CuO₂-Ebenen enthält, und die durch die chemischen Formeln Bi₂Sr₂CaCu₂O_x (x ≅ 8) bzw. (Bi,Pb)₂Sr₂Ca₂Cu₃O_x (x ≅ 10) definiert sind.
Der kritische Strom eines Verbundsupraleiters wird von einer Spannungs-(U-)Strom-(I-)Kennlinie abgeleitet, die bei einem bestimmten Wert einer einwirkenden statischen Magnetfeldstärke (eines Magnetfelds) sowie einer festgelegten Temperatur in einem Kühlflüssigkeitsbad bei einem konstanten Druck gemessen wird. Um eine U-I-Kennlinie zu erhalten, wird ein Gleichstrom an die Supraleiterprobe angelegt und die längs eines Teils der Probe erzeugte Spannung gemessen. Der Strom wird von null aus hochgefahren, und die erzeugte U-I-Charakteristik wird aufgezeichnet. Der kritische Strom ist als der Strom festgelegt, bei dem ein spezifisches Kriterium für die elektrische Feldstärke E_c bzw. für den spezifischen Widerstand ρ_c erfüllt ist. Sowohl zu E_c als auch zu ρ_c gehört ein korrespondierendes Spannungs-Kriterium U_c bei vorgegebenem Abstand der Spannungsabgriffe.
Diese Norm behandelt ein Messverfahren zur Bestimmung des kritischen Stroms (Gleichstrom) von kurzen, geraden, mit Ag und/oder einer Ag-Legierung ummantelten, oxidischen Bi-2212- und Bi-2223-Verbundsupraleitern, die eine monolithische Struktur und die Form eines runden Drahts oder eines flachen oder quadratischen Bandes haben und einen einzelnen oxidischen Supraleiter (Monocoreleiter) oder ein Bündel von oxidischen Supraleitern (Multifilamentleiter) enthalten.
Dieses Prüfverfahren ist vorgesehen zur Anwendung bei Supraleitern, deren kritische Ströme kleiner als 500 A und deren Exponenten n in der Spannungs-Strom-Kennlinie größer als 5 sind. Die Prüfung wird durchgeführt mit oder ohne Überlagerung äußerer Magnetfelder. Bei der Prüfung einer Bandleiterprobe in einem Magnetfeld ist das Magnetfeld parallel oder senkrecht zur breiteren Bandoberfläche (oder zur Oberfläche, wenn quadratisch) gerichtet. Die Probe wird während der Prüfung entweder in ein Flüssighelium-Bad oder ein Flüssigstickstoff-Bad getaucht. Abweichungen von diesem Prüfverfahren, die für Routineprüfungen erlaubt sind, und andere spezielle restriktive Vorschriften werden in dieser Norm angegeben.
Für die Norm ist das K 184 "Supraleiter" der DKE zuständig.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN 61788-3 (VDE 0390-3):2001-07 wurden folgende Änderungen vorgenommen: Es werden wie bisher oxidische Bi-2212 und Bi-2223-Supraleiter behandelt, die aber nunmehr gleichzeitig mit Silber und einer Silberlegierung ummantelt sein können, nicht mehr ausschließlich wahlweise. Begriffe und Definitionen wurden abgeändert bzw. einige neu eingeführt, Messprinzip und Messaufbau grundsätzlich erklärt. Kleinere Änderungen betreffen insbesondere die Thematik der Befestigung der Probe, der Durchführung der Messung bzw. der Anforderungen an ein verwendetes Magnetfeld. Technische Änderungen: a) Die Spannungsführungen werden jetzt mit einem Durchmesser kleiner als 0,21 mm angegeben; b) die Forderung für die absolute Genauigkeit des Magnetfeldes ist jetzt als das Maximum von ± 1 % und ± 0,02 T statt bisher 1 % festgelegt; c )die Forderung für die Wiederholgenauigkeit des Magnetfeldes ist jetzt als das Maximum von ± 1 % und ± 0,02 T statt bisher 1 % festgelegt.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 184 - Supraleiter  

Zuständiges internationales Arbeitsgremium

IEC/TC 90 - Supraleiter