චුම්බක පෙරහන් උපාංගයේ මූලික සිද්ධාන්තය
ප්ලාස්මා කදම්භයේ විශාල අංශු සඳහා චුම්බක පෙරහන් උපාංගයේ පෙරහන් යාන්ත්රණය පහත පරිදි වේ:
ප්ලාස්මා සහ ආරෝපණයේ ඇති විශාල අංශු අතර වෙනස සහ ආරෝපණ-ස්කන්ධ අනුපාතය භාවිතා කරමින්, උපස්ථරය සහ කැතෝඩ මතුපිට අතර "බාධකයක්" (බැෆලයක් හෝ වක්ර නල බිත්තියක්) තබා ඇති අතර, එමඟින් කැතෝඩය සහ උපස්ථරය අතර සරල රේඛාවක චලනය වන ඕනෑම අංශුවක් අවහිර කරයි. අයන චුම්භක ක්ෂේත්රය මගින් අපගමනය කර "බාධකය" හරහා උපස්ථරයට ගමන් කළ හැකිය.
චුම්බක පෙරහන් උපාංගයේ ක්රියාකාරීත්වයේ මූලධර්මය
චුම්භක ක්ෂේත්රය තුළ, Pe<
Pe සහ Pi යනු පිළිවෙලින් ඉලෙක්ට්රෝන සහ අයනවල ලාර්මෝර් අරය වන අතර, a යනු චුම්භක පෙරහනෙහි අභ්යන්තර විෂ්කම්භය වේ. ප්ලාස්මාවේ ඇති ඉලෙක්ට්රෝන ලොරෙන්ට්ස් බලයෙන් බලපෑමට ලක් වන අතර චුම්භක ක්ෂේත්රය දිගේ අක්ෂීයව භ්රමණය වන අතර, ලාර්මෝර් අරයේ අයන සහ ඉලෙක්ට්රෝන අතර වෙනස හේතුවෙන් චුම්භක ක්ෂේත්රය අයන පොකුරුකරණයට අඩු බලපෑමක් ඇති කරයි. කෙසේ වෙතත්, චුම්භක පෙරහන් උපාංගයේ අක්ෂය දිගේ ඉලෙක්ට්රෝන චලනය වන විට, එහි නාභිගත කිරීම සහ ශක්තිමත් සෘණ විද්යුත් ක්ෂේත්රය හේතුවෙන් භ්රමණ චලිතය සඳහා අක්ෂීය දිගේ අයන ආකර්ෂණය වන අතර, ඉලෙක්ට්රෝන වේගය අයනයට වඩා වැඩි බැවින්, ඉලෙක්ට්රෝනය නිරන්තරයෙන් අයනය ඉදිරියට ඇද ගන්නා අතර, ප්ලාස්මා සෑම විටම අර්ධ-විද්යුත් උදාසීනව පවතී. විශාල අංශු විද්යුත් වශයෙන් උදාසීන හෝ තරමක් සෘණ ආරෝපිත වන අතර, ගුණාත්මකභාවය අයන සහ ඉලෙක්ට්රෝන වලට වඩා බෙහෙවින් විශාල වන අතර, චුම්භක ක්ෂේත්රය සහ අවස්ථිතිත්වය දිගේ රේඛීය චලිතය මගින් මූලික වශයෙන් බලපාන්නේ නැත, සහ උපාංගයේ අභ්යන්තර බිත්තිය සමඟ ගැටීමෙන් පසු පෙරහන් කරනු ලැබේ.
නැමෙන චුම්භක ක්ෂේත්ර වක්රතාවය සහ අනුක්රමික ප්ලාවිතය සහ අයන-ඉලෙක්ට්රෝන ගැටුම්වල ඒකාබද්ධ ක්රියාකාරිත්වය යටතේ, චුම්භක පෙරීමේ උපාංගයේ ප්ලාස්මාව අපගමනය කළ හැකිය. අද භාවිතා කරන පොදු න්යායික ආකෘති වන්නේ මොරොසොව් ප්රවාහ ආකෘතිය සහ ඩේවිඩ්සන් දෘඩ රොටර් ආකෘතිය වන අතර ඒවාට පහත පොදු ලක්ෂණය ඇත: ඉලෙක්ට්රෝන දැඩි ලෙස හෙලික්සීය ආකාරයෙන් චලනය වන චුම්භක ක්ෂේත්රයක් ඇත.
චුම්බක පෙරහන් උපාංගයේ ප්ලාස්මාවේ අක්ෂීය චලිතය මෙහෙයවන චුම්බක ක්ෂේත්රයේ ශක්තිය පහත පරිදි විය යුතුය:
Mi, Vo සහ Z යනු පිළිවෙලින් අයන ස්කන්ධය, ප්රවාහන ප්රවේගය සහ ගෙන යන ආරෝපණ ගණන වේ. a යනු චුම්බක පෙරහනෙහි අභ්යන්තර විෂ්කම්භය වන අතර e යනු ඉලෙක්ට්රෝන ආරෝපණයයි.
සමහර ඉහළ ශක්ති අයන ඉලෙක්ට්රෝන කදම්භයෙන් සම්පූර්ණයෙන්ම බන්ධනය කළ නොහැකි බව සැලකිල්ලට ගත යුතුය. ඒවා චුම්බක පෙරහනෙහි අභ්යන්තර බිත්තියට ළඟා විය හැකි අතර, අභ්යන්තර බිත්තිය ධනාත්මක විභවයක් බවට පත් කරයි, එමඟින් අයන අභ්යන්තර බිත්තියට අඛණ්ඩව ළඟා වීම වළක්වන අතර ප්ලාස්මා නැතිවීම අඩු කරයි.
මෙම සංසිද්ධියට අනුව, ඉලක්කගත අයන ප්රවාහන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා අයන ගැටීම වැළැක්වීම සඳහා චුම්බක පෙරහන් උපාංගයේ බිත්තියට සුදුසු ධනාත්මක නැඹුරු පීඩනයක් යෙදිය හැකිය.
චුම්බක පෙරහන් උපාංගයේ වර්ගීකරණය
(1) රේඛීය ව්යුහය. චුම්භක ක්ෂේත්රය අයන කදම්භ ප්රවාහය සඳහා මාර්ගෝපදේශයක් ලෙස ක්රියා කරයි, කැතෝඩ ස්ථානයේ ප්රමාණය සහ සාර්ව අංශු පොකුරු අනුපාතය අඩු කරයි, ප්ලාස්මාව තුළ ගැටුම් තීව්ර කරයි, උදාසීන අංශු අයන බවට පරිවර්තනය කිරීමට සහ සාර්ව අංශු පොකුරු ගණන අඩු කිරීමට පොළඹවයි, සහ චුම්භක ක්ෂේත්ර ශක්තිය වැඩි වන විට විශාල අංශු ගණන වේගයෙන් අඩු කරයි. සාම්ප්රදායික බහු-චාප අයන ආලේපන ක්රමය හා සසඳන විට, මෙම ව්යුහගත උපාංගය අනෙකුත් ක්රම මගින් ඇතිවන කාර්යක්ෂමතාවයේ සැලකිය යුතු අඩුවීම ජය ගන්නා අතර විශාල අංශු ගණන 60% කින් පමණ අඩු කරන අතරම අත්යවශ්යයෙන්ම නියත පටල තැන්පත් කිරීමේ අනුපාතය සහතික කළ හැකිය.
(2) වක්ර ආකාරයේ ව්යුහය. ව්යුහයට විවිධ ආකාර තිබුණත්, මූලික මූලධර්මය එක හා සමානයි. ප්ලාස්මා චුම්භක ක්ෂේත්රයේ සහ විද්යුත් ක්ෂේත්රයේ ඒකාබද්ධ ක්රියාකාරිත්වය යටතේ චලනය වන අතර, චුම්භක බල රේඛා දිශාව ඔස්සේ චලිතය අපගමනය නොකර ප්ලාස්මාව සීමා කිරීමට සහ පාලනය කිරීමට චුම්භක ක්ෂේත්රය භාවිතා කරයි. ආරෝපණය නොකළ අංශු රේඛීය දිගේ ගමන් කර වෙන් කරනු ලැබේ. මෙම ව්යුහාත්මක උපාංගය මඟින් සකස් කරන ලද පටලවල ඉහළ දෘඪතාව, අඩු මතුපිට රළුබව, හොඳ ඝනත්වය, ඒකාකාර ධාන්ය ප්රමාණය සහ ශක්තිමත් පටල පාදක ඇලවීමක් ඇත. XPS විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කරන්නේ මෙම වර්ගයේ උපාංගයකින් ආලේප කර ඇති ta-C පටලවල මතුපිට දෘඪතාව 56 GPa දක්වා ළඟා විය හැකි බවයි, එබැවින් වක්ර ව්යුහ උපාංගය විශාල අංශු ඉවත් කිරීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන සහ ඵලදායී ක්රමය වේ, නමුත් ඉලක්ක අයන ප්රවාහන කාර්යක්ෂමතාව තවදුරටත් වැඩිදියුණු කළ යුතුය. 90° නැමීමේ චුම්භක පෙරීමේ උපාංගය බහුලව භාවිතා වන වක්ර ව්යුහ උපාංගවලින් එකකි. Ta-C පටලවල මතුපිට පැතිකඩ පිළිබඳ අත්හදා බැලීම්වලින් පෙනී යන්නේ 360° නැමීමේ චුම්භක පෙරහන් උපාංගයේ මතුපිට පැතිකඩ 90° නැමීමේ චුම්භක පෙරහන් උපාංගයට සාපේක්ෂව එතරම් වෙනස් නොවන බවයි, එබැවින් විශාල අංශු සඳහා 90° නැමීමේ චුම්භක පෙරීමේ බලපෑම මූලික වශයෙන් ලබා ගත හැකිය. 90° නැමීමේ චුම්භක පෙරහන් උපාංගය ප්රධාන වශයෙන් ව්යුහ වර්ග දෙකක් ඇත: එකක් රික්ත කුටියේ තබා ඇති නැමීමේ සොලෙනොයිඩ් එකක් වන අතර අනෙක රික්ත කුටියෙන් පිටත තබා ඇති අතර ඒවා අතර වෙනස ව්යුහයේ පමණි. 90° නැමීමේ චුම්භක පෙරහන් උපාංගයේ ක්රියාකාරී පීඩනය 10-2Pa අනුපිළිවෙලින් පවතින අතර එය ආලේපන නයිට්රයිඩ්, ඔක්සයිඩ්, අස්ඵටික කාබන්, අර්ධ සන්නායක පටල සහ ලෝහ හෝ ලෝහ නොවන පටල වැනි පුළුල් පරාසයක යෙදුම්වල භාවිතා කළ හැකිය.
චුම්බක පෙරහන් උපාංගයේ කාර්යක්ෂමතාව
බිත්තිය සමඟ අඛණ්ඩ ගැටුම් වලදී සියලුම විශාල අංශු වලට චාලක ශක්තිය අහිමි විය නොහැකි බැවින්, නල පිටවීම හරහා විශාල අංශු නිශ්චිත සංඛ්යාවක් උපස්ථරයට ළඟා වේ. එබැවින්, දිගු හා පටු චුම්භක පෙරහන් උපාංගයක් විශාල අංශුවල ඉහළ පෙරහන් කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇත, නමුත් මෙම අවස්ථාවේදී එය ඉලක්ක අයන නැතිවීම වැඩි කරන අතර ඒ සමඟම ව්යුහයේ සංකීර්ණතාව වැඩි කරයි. එබැවින්, චුම්භක පෙරහන් උපාංගයට විශිෂ්ට විශාල අංශු ඉවත් කිරීමක් සහ අයන ප්රවාහනයේ ඉහළ කාර්යක්ෂමතාවයක් ඇති බව සහතික කිරීම, ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත තුනී පටල තැන්පත් කිරීමේදී පුළුල් යෙදුම් අපේක්ෂාවක් ඇති බහු-චාප අයන ආලේපන තාක්ෂණය සඳහා අවශ්ය පූර්ව අවශ්යතාවයකි. චුම්භක පෙරහන් උපාංගයේ ක්රියාකාරිත්වය චුම්භක ක්ෂේත්ර ශක්තිය, නැමීමේ නැඹුරුව, යාන්ත්රික බැෆල් විවරය, චාප ප්රභව ධාරාව සහ ආරෝපිත අංශු සිදුවීම් කෝණය මගින් බලපායි. චුම්භක පෙරහන් උපාංගයේ සාධාරණ පරාමිතීන් සැකසීමෙන්, විශාල අංශුවල පෙරහන් බලපෑම සහ ඉලක්කයේ අයන හුවමාරු කාර්යක්ෂමතාව ඵලදායී ලෙස වැඩිදියුණු කළ හැකිය.
පළ කිරීමේ කාලය: නොවැම්බර්-08-2022