Strombelastbarkeit von Kupferdrähten im Vakuum

Ich würde gerne die Strombelastbarkeit von Kupferdrähten im Vakuum wissen.
Der aktuelle Plan (NPI) sieht vor, ~3 Ampere durch den Vakuumraum eines Kryostaten zu schicken.
Hat jemand dies getan? Haben Sie Referenzen, Links oder weise Ratschläge.
Ich habe das gefunden,

http://snebulos.mit.edu/projects/reference/International-Space-Station/TM102179.pdf

und ein paar andere Referenzen. (Kurt J. Lesker gibt einzelne Zahlen an.) Die Steigung dieser Kurven im Vakuum beträgt etwa 2. Was zumindest einen gewissen physikalischen Sinn ergibt. Die erzeugte Wärme wird als I^2 und die abgegebene Wärme als T^4 bezeichnet (unter der Annahme, dass die gesamte Wärmeabgabe durch Strahlung erfolgt … Stefan-Boltzmann-Gesetz.)

Oh, eine verrückte Idee wäre, eine dicke Schicht Schrumpfschlauch über den Draht zu legen. Besserer Emissionsgrad und eine größere Fläche. (Vielleicht etwas anderes als Schrumpfschlauch.)

Wir machen es für kurze Ausbrüche. Ich denke, dass viel Wärmeverlust über Leitung erfolgt. Wir lassen die Drähte nicht heiß genug werden, um die Isolierung zu beschädigen. Sind die Temperaturen für den Anfang vernünftig? Die Dinge werden seltsam, wenn Sie sich 0K nähern.
Oh ja, Temperaturbereich von ~80 bis 400K. Dies gilt für einige B-Feld-Spulen. Ursprünglich sollten sie außerhalb der Vakuumkammer sein, jetzt sind sie hineingezogen. Ich denke, es ist eine schlechte Idee, aber ich werde entwerfen, was vor mir liegt.
Können Sie damit umgehen, dass Kupferatome ins Vakuum sublimieren?
Hallo @IgnacioVazquez-Abrams, ich denke, das wird bei sehr hohen Temperaturen sein. (Nein?) Ich mache mir mehr Sorgen um die Isolierung um die Drähte. Vielleicht max. Temperatur von ~150C.
Wissen Sie, wie hart das Vakuum sein wird? Schrumpfschläuche sind eine schlechte Idee, da die darin enthaltenen Weichmacher im Millitorr-Bereich ausgasen (aber überprüfen Sie das - nehmen Sie nicht mein Wort dafür, da es markenabhängig ist). Sie können wahrscheinlich einige PTFE-Schläuche (Teflon) bekommen, um Ihr Kupfer zu bedecken.
@placeholder, guter Punkt zum Vakuum. Es ist kein Hochvakuum, sondern das, was ich "thermisches" Vakuum nenne. Also etwas unter einem Millitorr, wo die Wärmeleitfähigkeit des Gases keine Rolle mehr spielt
Wenn Sie in einen Kryostaten gehen und anständig kalt werden, wird das Ausgasen zu einem unproblematischen Thema, da der Kaltkopf jedes Ausgasen sehr effektiv kryopumpen wird. Kleben Sie einfach irgendwo einen Aktivkohleadsorber auf den Kaltkopf. OTOH, Schrumpfschlauch ist ein ziemlich guter Isolator. Ich würde die Kabel einfach schwarz anmalen oder lackieren. Sie möchten den Emissionsgrad so weit wie möglich erhöhen, ohne eine Schicht mit hohem Wärmewiderstand zu erzeugen.
@IgnacioVazquez-Abrams - Sie erhalten keine Sublimation, bis Sie sich gut im brandaktuellen Regime befinden.

Antworten (1)

Da die Stromkapazität eines Drahtes im Vakuum zunimmt (etwa 20 %, laut Zitat), können Sie die bei 14,7 psi zulässigen Konstruktionsparameter verwenden und wissen, dass er im Vakuum sicher funktioniert.

Das Zitat zeigt, dass die Stromkapazität mit dem Vakuum abnimmt. Es ist irgendwie sinnvoll, da die Stromkapazität mit der Temperatur zusammenhängt und mit abnehmendem Vakuum die Fähigkeit, Wärme über Konvektion abzuführen, abnimmt (während die Strahlungskapazität konstant bleiben sollte).
Strombelastbarkeit von Kupferdrähten im Vakuum
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