Einfluss statischer und quasistatischer Magnetfelder auf ...

3 Experimenteller Aufbau
3.3.2 Gepulster Elektromagnet
Da die Experimente mit den Permanentmagneten lediglich Veränderungen im Magnetfeld
zeigten, wenn die Laserentladung nur wenig Intensität besaß, aber der Aufbau
für sehr hohe Intensitäten gedacht war, wurde ein Alternativaufbau konzipiert.
Bei diesem Aufbau wird das Magnetfeld durch einen Starkstrompuls in einem Elektromagneten
erzeugt, um höhere Flussdichten zu erreichen.
Das nhelix-System hat in einer älteren Ausbaustufe einen Faraday-Rotator besessen,
der durch die Entladung einer Kondensatorbank gesteuert wurde, die mit
bis zu 12 kV aufgeladen werden konnte. Dieser Faraday-Rotator und dessen Kondensatorbank
wurden aber im Zuge von Umbauten aus der Infrastuktur des nhelix
entfernt. Die Kondensatorbank wurde während der Experimentvorbereitungen für
die Elektromagnete wieder in die Infrastruktur integriert.
Elektronik
Für das geplante Experiment und vor allem für den Test des Elektromagneten reichte
es aber nicht, die alte Infrastruktur wiederherzustellen, da die Kondensatorbank
nicht individuell auf- und entladen werden konnte, sondern nur zusammen mit den
Kondensatorbänken der Blitzlampen funktionierte. Deswegen wurde die elektronische
Infrastruktur des Cilas-Systems erweitert.
Um ein individuelles Aufladen der Kondensatorbank zu ermöglichen, musste in der
Hauptkontrolleinheit ein Schaltkreis, der die Kondensatorbank ansteuert, permanent
geschlossen werden. Auf diese Weise ist es nun möglich, diese Kondensatorbank ohne
die Kondensatorbänke der Blitzlampen aufzuladen.
Der Puls (24 V Amplitude) für die Entladung der Blitzlampenkondensatoren
des Cilas-Systems wird von einem Pulsgenerator erzeugt und an eine elektronische
Schaltung weitergeleitet, die durch diesen Puls einen Kondensator entlädt, der einen
220 V-Puls liefert und damit dann die Entladung der Kondensatoren herbeiführt.
Die Entladung wird dabei über einen Thyristor gesteuert, der seine Anode zur Kathode
schaltet, wenn ein Mindeststrom von 15 mA durch das Gate fließt.
Die elektronische Schaltung wurde im Rahmen dieser Diplomarbeit nachgebaut
und dahingehend modifiziert, dass sie durch einen TTL-Puls beschaltet werden kann.
Das Schaltbild der neuen Schaltung ist in Abbildung 3.10 beigefügt. Das TTL-Signal
wird von einem Stanford DG535 Digital Delay/Pulse Generator, geliefert, der durch
ein Signal geschaltet wird, das den Anfang der Laserentladung ankündigt.
Die Kondensatorbank des Faraday-Rotators besitzt nicht den gleichen Aufbau
wie die restlichen Bänke. Da für die Zündung einer Spule kein Vorpuls notwendig
ist, besteht die Schaltung nur aus einem Thyratron und einem Ignitron. Dabei wird
das Ignitron, das den Kondensator für den Elektromagneten entlädt, durch das
Thyratron über einen Transformator ausgelöst. Der eingebaute Kondensator hat
eine Kapazität von 144 µF und kann eine Energie von bis zu 10 kJ bei 12 kV
speichern.
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