"Tab" af termisk energi i superledende kabel

Tabet af termisk energi i et superledende kabel sker, fordi der er en stor temperaturforskel mellem den flydende nitrogen, T = 77 K, og omgivelserne, T = 20 °C. Der tilføres derfor energi til nitrogenet, som skal køles af kølemaskinen. Brug at kølemaskinens effektivitet er 8,3%, se opgave 5.

Den termiske energi, der overføres til kablet, er bestemt ved følgende formel for den overførte effekt pr. længde kabel:

hvor l er den termiske ledningsevne, DT er temperaturforskellen mellem omgivelserne og den kolde leder. D_o og D_i er hhv. den ydre og indre diameter af isoleringen.

For de bedste HTS-kabler fås

ved anvendelse af såkaldt multilagsisolation.

Den indre diameter af isoleringen er 25 mm. For at diameteren af det færdige kabel skal være nogenlunde som for at almindeligt kabel, kan tykkelsen af isoleringen ikke være større end 10 mm.

1. Beregn den effekt, som et 1 km langt HTS-kabel modtager fra omgivelserne.
   
   
2. Beregn den tilførte effekt til kølemaskinen.
   
   

Bemærk, at det samlede effekttab bliver en del større, når man begynder at sende strøm igennem kablet!

Sreen = skærm Dielectric = elektrisk isolering Cryostat = termisk isolering s/c = elektrisk leder former = rør til kølemiddel cooling = kølemiddel