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超导体为什么会悬浮在磁铁上

时间: 2023-08-04 20:00:23 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 97次

超导体为什么会悬浮在磁铁上

超导磁悬浮原理

磁悬浮列车如何运动的?
超导磁悬浮是利用
磁铁的
同极相斥
原理制造的,同时必须达到速度才可以建立起稳定的波浪电场。超导磁系列主要为日本制造的。现目前还没有正式投入使用的铁路
但要记住,上海龙阳路到浦东机场的磁悬浮列车,是德国,也就是德意志的技术,是常导磁系列,他没有利用磁铁的是否同极还是异极的问题
他是利用,磁铁对钢铁材料的吸引作用实现悬浮的,而电磁铁只能让他保持悬浮而不可以前进,
从而车上还有一个直线电机(相当于把电动机的绕组铺平)产生直线涡流,这个涡流由线圈作用于轨道上的感应钢板而前进。
所以,轨道不需要通电,轨道上只有感应钢板,感应钢板不仅作为车中电磁铁吸引感应钢板使其悬浮的作用,还具有使直线电机与感应钢板之间建立涡流而前进和制动的作用。(制动也是利用直线电机,利用电涡流效应)
超导磁悬浮车身必须是超导磁体,超导磁悬浮列车具有比常导型更高的速度,但同时相对的说,他看起来也更加的不太安全。
因为列车并不和常导型的那种那样扣在轨道上,而是悬浮于轨道上空,和轨道没有任何接触(这里指扣件),所以如果高速时候,假设轨道(超导型的轨道必须通电,就是说轨道有电磁铁)或车上任何一方电力中断,就会导致车辆脱离轨道,虽然日本人说这些事不会发生,但假设发生了怎么办?
但他可以轻松超过500公里的速度,而常导的一般就在400多公里速度几乎是极限了。但他由于是扣在轨道上,即使再严重事故,最多是车体和轨道摩擦,而不会脱落,除非扣件被彻底损坏,但那是车梁,也不容易损坏
鉴于这些那些的优点,超导磁悬浮列车就是利用目前书本常说的,利用磁铁的同性相斥原理制造的,但必须达到80公里左右,磁场才可以达到足够的波浪状滚转,使其稳定悬浮并且前进,他不需要使用直线电机,而且相比于常导的,拥有更加节能的特性(仅看车的一方,由于轨道通电,所以事实上也不节能)
但缺点比起常导的要多得多,最重要的就是安全了。还有就是轨道需要通电,消耗大量电能。
这些磁悬浮只分
超导磁和常导磁
两类
超导磁的意思就是说,他是将电磁铁线圈冷冻,让线圈电阻几乎为0,形成超导。从而几乎不发热。
常导磁就是普通环境下的电磁铁了
高温还是低温超导磁的意思其实是说,,该磁铁在那个温度时候,他的绕组线圈可以形成超导,比如通常都需要-200度一下,但开发出的新材料,却可以让他在-170度左右实现超导,从而减小制冷机组的负载
当将一个永磁体移近超导体表面时,因为磁力线不能进入超导体内,所以在超导体表面形成很大的磁通密度梯度,感应出高临界电流,从而对永磁体产生排斥。排斥力随相对距离的减小而逐渐增大,它可以克服超导体的重力,使其悬浮在永磁体上方的一定高度上。当超导体远离永磁体移动时,在超导体中产生一负的磁通密度,感应出反向的临界电流,对永磁体产生吸力,可以克服超导体的重力,使其倒挂在永磁体下方的某一位置上。
1933年荷兰瓦尔特·弗瑞兹·迈斯纳(1882~1974年)和奥森菲尔德两人通过一个超导锡球实验观察到,无论是将锡球先降温后加磁场,还是先加磁场后降温,只要锡球进入超导态,就一定具有完全抗磁性。通常将这一现象称作“迈斯纳效应”。这种效应常可以用一个磁悬浮实验来演示。将一只铅碗浸入液氦,使它进入超导态,就可以产生完全抗磁性,排斥放在碗上方的小磁体,从而使它悬浮。
磁悬浮系统,它是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成,其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上,转子受到一个向下的扰动,就会偏离其参考位置,这时传感器检测出转子偏离参考点的位移,作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号,然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流,控制电流在执行磁铁中产生磁力,从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此,不论转子受到向下或向上的扰动,转子始终能处于稳定的平衡状态。
前面几个人说的都对,但是呵呵,都没答在点子上。
楼主提问的标题和内容是两个概念。
磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向,实现列车与地面轨道间的无机械接触,再利用线性电机驱动列车运行。
而超导磁悬浮是低温超导特性……

超导磁悬浮的原理

把一块磁铁放在超导盘上,由于超导盘把磁感应线排斥出去, 超导盘跟磁铁之间有排斥力,结果磁铁悬浮在超导盘的上方。这种超导悬浮在工程技术中是可以大大利用的, 超导悬浮列车就是一例。让列车悬浮起来,与轨道脱离接触,这样列车在运行时的阻力降低很多,沿轨道“飞行”的速度可达500公里/小时。高温超导体发现以后,超导态可以在液氮温区(零下196度以上)出现,超导悬浮的装置更为简单, 成本也大为降低。我国的西南交通大学于1994年成功地研制了高温超导悬浮实验车。
超导现象
1911年荷兰科学家翁纳斯(Onnes)在测量低温下水银电阻率的时候发现, 当温度降到零下269度附近, 水银的电阻竟然消失了!图1复制了当时的实验曲线。电阻的消失叫做零电阻性。所谓“电阻消失”,只是说电阻小于仪表的最小可测电阻。也许有人会产生疑问:如果仪表的灵敏度进一步提高,会不会测出电阻呢?用“持久电流”实验可以解决这个问题。
由正常导体组成的回路是有电阻的,而电阻意味着电能的损耗,即电能转化为热。这样, 如果没有电源不断地向回路补充能量,回路中的电能在极短时间( 以微秒计)里全部消耗完,电流衰减到零。如果回路没有电阻,自然就没有电能的损耗。一旦在回路中激励起电流,不需要任何电源向回路补充能量,电流可以持续地存在下去。

为什么有超导悬浮现象

why????
其本质是:超导体内部的磁场强度为0。这就意味着,如果将超导体置于有垂直分量的磁场中,则为保持超导体内部磁场强度为0,超导体表面会感生出强大的环电流来形成与外加磁场相互抵消的反向磁场。相应的力现象与两个相互靠近的同性磁极类似,致使超导体被排斥于非均匀磁场的某一特定的位置,使得重力和磁性斥力相平衡——形成悬浮。
文章标题: 超导体为什么会悬浮在磁铁上
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文章标签:超导体  悬浮  磁铁
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