磁悬浮列车是怎么浮起来的? 磁悬浮列车是怎么浮起来的?

作者&投稿:大叔元 (若有异议请与网页底部的电邮联系)

知识点:磁铁同极相斥的斥力,无法稳定地托起火车,但把超导体放在磁铁之上,就可以保持超导体的平稳。这是因为磁场不能穿过超导体,所以磁力线会把超导体托起来。我国第一辆磁悬浮列车于2003年1月,开始在上海运行,十多年过去了,大家的新鲜感消失,磁悬浮这个高端概念似乎要淡出大家的视线了。今年,我国第二条中低速磁悬浮线路京S1线全面开工建设,又让新长起来的一代,开始听说并好奇磁悬浮列车这个炫酷的名词。磁悬浮列车的浮力是怎么来的?跟磁铁的同极相斥的浮力是一回事儿吗?我们知道,磁悬浮列车是在永久磁铁上开行的,永久磁铁一般就是稀土材料做的,磁场强度是在1个特斯拉内。如果你把一块磁铁放在另外一块磁铁上,它们之间也是相互排斥的,上面那块磁铁仿佛也会浮起来。但马上你就会发现,放在上面的那块磁铁是不可能保持稳定平衡的,稍微有风吹草动就会掉下来,这背后的隐藏的秘密就是恩绍大定理(Earnshaw's theorem)。这个定理是一个叫恩绍的英国数学家,在1842年提出来的,他发现:一个运动的物体的稳定悬浮,不可能全部由永磁体或永磁体与软磁体之间的电磁力来实现。他从理论上证明了用永磁体实现悬浮是不可能的。也就是说,利用两块磁铁之间的排斥力来托起火车是不可能保持平稳的,火车一定会翻车。那怎么办呢?难道磁悬浮是不可能实现的事儿?还好,科学家发现,如果把超导体放在磁铁之上,则可以保持超导体的平稳,就好像轮船开在大海上,即使有风浪也不会翻船一样。这背后的物理定理就超越了前面讲到的恩绍大定理,而是利用麦斯纳效应:磁场不能穿过超导体,所以磁力线会把超导体托起来。这话听起来有些复杂,但是,想想初中物理课上学的液体的浮力那一章,里面讲到了阿基米德在洗澡的时候发现的那个浮力定律。把一个空心铁球放在水里,铁球有可能漂浮起来,这是很司空见惯的事情。



你可以把磁场想象成水,如果我们把一个超导体放在磁场里,就好像空心铁球放在水中一样,水是进不了空心铁球内部的,磁场也是进不了超导体的。这就是磁场对超导体产生浮力的原因。麦斯纳效应是一个量子力学的宏观现象。所以,如果你想要彻底搞清楚磁悬浮列车的浮力来源,就应该去读一下量子力学的书。18世纪是蒸汽机的时代,19世纪是电力的时代,20世纪是IT与互联网的时代,21世纪是量子的时代。因此,现在的时代大潮流的方向是量子力学,热爱物理的同学们,也许可以注意这一时代特征哦。



我们知道,磁悬浮列车是在永久磁铁上开行的,永久磁铁一般就是稀土材料做的,磁场强度是在1个特斯拉内。如果你把一块磁铁放在另外一块磁铁上,它们之间也是相互排斥的,上面那块磁铁仿佛也会浮起来。但马上你就会发现,放在上面的那块磁铁是不可能保持稳定平衡的,稍微有风吹草动就会掉下来,这背后的隐藏的秘密就是恩绍大定理(Earnshaw's theorem)。这个定理是一个叫恩绍的英国数学家,在1842年提出来的。他发现:一个运动的物体的稳定悬浮,不可能全部由永磁体或永磁体与软磁体之间的电磁力来实现。他从理论上证明了用永磁体实现悬浮是不可能的。也就是说,利用两块磁铁之间的排斥力来托起火车是不可能保持平稳的,火车一定会翻车。



磁悬浮列车为什么能浮起来~


磁悬浮列车是怎么被“浮”起来的?

磁悬浮列车是利用什么原理悬浮起来的?
答:磁悬浮列车是利用同名磁极相斥,异名磁极相吸原理悬浮起来的 具体分析:磁悬浮列车的工作原理:通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触的悬浮和导向再利用直线电机产生的电磁力牵引列车运行。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中减少了摩擦力,行走时不同于其他列车需要接触地面,只受来自空气的阻力。第一个原理是当...

磁悬浮列车是利用什么使列车悬浮起来的
答:磁悬浮列车由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁悬浮列车也有两种相应的形式:1.利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车,它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力,使车体悬浮运行的铁路。2.利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车...

悬浮列车是利用什么原理实现悬浮的?
答:悬浮列车是利用磁悬浮的原理实现悬浮的。电磁悬浮系统是一种吸力悬浮系统,是结合在机车上的电磁铁和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时,首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力,与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下,使...

磁悬浮列车是靠什么驱动跑起来的?
答:1、磁力,即磁的吸力和排斥力 磁悬浮列车,又称磁浮列车,是一种靠磁力、来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行进时不需接触地面,因此其阻力只有空气的阻力。磁浮列车的最高时速理论上可以达每小时600公里以上。目前世界上有2种类型的磁浮:以德国为代表的常导体吸引式磁浮列车和以日本为...

悬浮列车是利用什么原理实现悬浮的
答:原理是同名磁极相斥,异名磁极相吸。磁悬浮列车是一种现代高科技轨道交通工具,通过运用磁铁“同名磁极相斥,异名磁极相吸”的性质,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上。

请教磁悬浮(吸引式)使列车悬浮起来的工作原理,最好能附图。
答:常导型也称常导磁吸型,以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表,它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起,悬浮的气隙较小,一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400~500公里,适合于城市间的长距离快速运输。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型,以日本MAGLEV为代表。它是利用...

磁悬浮列车是利用什么使列车悬浮起来的
答:(1)磁悬浮列车是利用列车和钢轨之间同名磁极相互排斥或利用异名磁极相互吸引,使列车和钢轨之间相互脱离,减小摩擦力.(2)磁悬浮列车和钢轨相互脱离,也没有空气阻力时,运动速度不再受外界因素的影响.答:新形的磁悬浮列车是利用磁铁同名磁极相排斥或异名磁极相互吸引;火车在真空中行驶,与接触面分离,...

磁悬浮列车的原理
答:是一种吸力悬浮系统,利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁,和铺设在轨道上的磁铁,在磁场作用下产生的吸力是车辆浮起来列车底部;磁悬浮列车就是利用磁极同性相斥的原理,将超导磁体安装在列车底部,其线圈内流着持久的激磁电流,产生很强的磁场,再在轨道上铺设连续的良导体薄板电流从超导体中流过时,...

磁悬浮列车的悬浮原理是什么?它是怎么实现悬浮的?
答:磁悬浮列车的悬浮系统主要由两部分组成:悬浮磁铁和电磁线圈。悬浮磁铁安装在列车底部,通常由多个电磁铁组成,它们产生的磁场可以与轨道上的电磁线圈产生的磁场相互作用。电磁线圈则安装在轨道下方,通过通电产生一个强大的磁场。当磁悬浮列车行驶时,悬浮磁铁和电磁线圈之间的磁场相互作用会产生一个向上的浮力,...

气垫船是利用什么实现悬浮的,磁悬浮列车是利用什么实现悬浮的?
答:气垫船的原理是:船底不停向下喷气,就会获得一个反冲力,公式是:Ft=mv,只要喷出的气速度足够大,获得的反冲力就可能等于重力,气垫船就会漂浮在水面上,实现很小阻力地运动;磁悬浮列车,是利用电磁感应原理悬浮的,在轨道下埋线圈,当通入足够大的电流时,产生强磁场,列车底边有闭合线圈,当闭合线圈...