滋悬浮是什么原因(滋悬浮是什么意思)

磁力悬浮的原理是什么

磁悬浮的原理其实就是利用了正负磁极之间的相互作用力而实现的，我们知道的同名磁极相互排斥，异名磁极相吸就是原理的最好诠释。

磁悬浮列车为什么能浮起来

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。

磁悬浮也是同样道理吗？

当然是类似的！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。

作者：张轩中       本作品为科普中国原创，转载时务请注明出处。

磁悬浮列车可以高速行驶的原因是

磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力（即磁的吸力和排斥力）来推动的列车.由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行走时不需接触地面,因此其阻力只有空气的阻力.

磁悬浮列车利用“同名磁极相斥,异名磁极相吸”的原理,让磁铁具有抗拒地心引力的能力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,腾空行驶,创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹.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：一种是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；另一种则是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,它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁,在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板,控制电磁铁的电流,使电磁铁和导轨间保持10—15毫米的间隙,并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡,从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行.通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变为电磁体.由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来.列车前进是因为列车头部的电磁体（N极）被安装在靠前一点的轨道上的电磁体（S极）所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥.当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了.其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然.这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰.根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压.

悬磁浮的原理是什么？

磁悬浮列车是一种利用磁极吸引力和排斥力的高科技交通工具。简单地说，排斥力使列车悬起来、吸引力让列车开动。

磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，排斥力使列车悬浮起来。铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥——结果是一“推”一“拉”。磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙（一般为1—10cm），因此运行安全、平稳舒适、无噪声，可以实现全自动化运行。磁悬浮列车的使用寿命可达35年，而普通轮轨列车只有20—25年。磁悬浮列车路轨的寿命是80年，普通路轨只有60年。此外，磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度，目前的最高时速是552公里。据德国科学家预测，到2014年，磁悬浮列车采用新技术后，时速将达1000公里。而一般轮轨列车的最高时速为300公里。

磁悬浮列车利用“同性相斥，异性相吸”的原理，让磁铁具有抗拒地心引力的能力，使车体完全脱离轨道，悬浮在距离轨道约1厘米处，腾空行驶，创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。

世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车，建成后，从浦东龙阳路站到浦东国际机场，三十多公里只需6～7分钟。

上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。是利用“异性相吸”原理设计，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。

列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨的上方和上臂部分的下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流使电磁铁和轨道间保持1厘米的间隙，让转向架和列车间的吸引力与列车重力相互平衡，利用磁铁吸引力将列车浮起1厘米左右，使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。

悬浮列车的驱动和同步直线电动机原理一模一样。通俗说，在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它于列车上的电磁体的相互作用，使列车开动。

列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N极，N极变成S极。循环交替，列车就向前奔驰。

稳定性由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统，是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时，列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用，产生排斥力，使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时，控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制，达到控制运行目的。

“常导型”磁悬浮列车的构想由德国工程师赫尔曼·肯佩尔于1922年提出。

“常导型”磁悬浮列车及轨道和电动机的工作原理完全相同。只是把电动机的“转子”布置在列车上，将电动机的“定子”铺设在轨道上。通过“转子”，“定子”间的相互作用，将电能转化为前进的动能。我们知道，电动机的“定子”通电时，通过电磁感应就可以推动“转子”转动。当向轨道这个“定子”输电时，通过电磁感应作用，列车就像电动机的“转子”一样被推动着做直线运动。

上海磁悬浮列车时速430公里，一个供电区内只能允许一辆列车运行，轨道两侧25米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。

磁悬浮列车的优点:

列车在铁轨上方悬浮运行，铁轨与车辆不接触，运行速度快，能超过500 千米／小时，运行平稳、舒适，易于实现自动控制；无噪音，不排出有害的废气，有利于环境保护；可节省建设经费；运营、维护和耗能费用低。