Suprajohtavuus, Luento-opetus

Ydinsisältö

• Suprajohtavuuden tausta ja teoria: Matalan ja korkean lämpötilan suprajohteet ja niiden sähkömagneettinen luonne.
• Suprajohtavan magneetin suunnitteluperusteet: Käämityksen stabiilisuustarkastelut, käytetyimmät käämigeometriat, voimavaikutukset ja mekaaniset tarkastelut. Kenttäprofiili.
• Kryogeniikan perusteet: Kryogeeniset nesteet ja niiden ominaisuudet. Kryostaatin suunnitteluperusteet. Taloudelliset näkökulmat.
• Suprajohtavan magneetin häviöt: AC-häviöiden luokittelu ja niiden merkitys energiasovellutuksissa. Järjestelmän staattisten häviöiden analysointi.
• Transitio normaalitilaan: Käämityksen termodynaaminen analyysi ja keskeisten parametrien (lämpötila, jännite) määrittäminen.
• Suprajohtavuuden energiasovellutukset: Sähkömagneettinen energiavarasto, moottorit ja generaattorit, muuntaja, virranrajoitin, kaapeli, vauhtipyörä.

Täydentävä tietämys

• Kaupallisten suprajohteiden valmistusteknologia ja toimintaparametrit.
• Käämintätekniikka, kuparikäämityksen ja suprajohtavan käämin erot.
• Kryogeniikan muut sovellusalueet. Eri jäähdytysmenetelmät.
• AC-häviöiden minimoiminen johdinkonfiguraation kautta.
• Suprajohtavan magneetin eri suojausmenetelmät.
• Suprajohtavuus muilla aloilla - lääketiede, prosessitekniikka, liikenne, elektroniikka, fuusio.

Erityistietämys

• Suprajohtavuuden historia. Suprajohteiden keskeiset valmistajat.
• Esimerkkejä suurista käämigeometrioista. Big Science –hankkeet, CERN ja ITER. Suprajohtavuuden potentiaali tuulivoimaloissa.
• Kryogeniikan historia.
• Oman tutkimustoiminnan integrointi, kansainväliset hankkeet. Tutustuminen alan kotimaiseen yritystoimintaan.

Kaikille yhteiset oppimistapahtumat

Luennot:

10.01.2022 10:00 - 12:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
12.01.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
17.01.2022 10:00 - 12:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
19.01.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
24.01.2022 10:00 - 12:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
26.01.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
31.01.2022 10:00 - 12:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
02.02.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
07.02.2022 10:00 - 12:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
09.02.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
14.02.2022 10:00 - 12:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
16.02.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
21.02.2022 10:00 - 12:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)
23.02.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SM207 harjoitussali (30)

Ryhmä 1:

13.01.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SJ212A harjoitussali (24)
20.01.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SJ212A harjoitussali (24)
27.01.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SJ212A harjoitussali (24)
03.02.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SJ212A harjoitussali (24)
10.02.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SJ212A harjoitussali (24)
17.02.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SJ212A harjoitussali (24)
24.02.2022 12:00 - 14:00, TAU Sähkötalo SJ212A harjoitussali (24)

Suositellut esitiedot

• Piiriteoria, EE.030, 5op

Oppimateriaali

• Tyyppi: Opintomoniste
• Nimi: Suprajohtavuus sähköverkossa
• Tekijä: Risto Mikkonen
• Tenttimateriaali: Kyllä
• Kieli: Suomi

Oppimateriaali

• Tyyppi: Kirja
• Nimi: Case Studies in Superconducting Magnets
• Tekijä: Yukikazy Iwasa
• Tenttimateriaali: Kyllä
• ISBN: 0-306-44881-5
• Kieli: Englanti

Yleinen asteikko, 0-5