超导现象是金属线圈通电后在接近绝对零度时,电阻消失,电流无限大,这样安培力就无限大。列车就是利用安培力悬浮起来的。当然了,现实中我们要做到绝对零度是非常困难的,要花费具大的代价。是极度不经济的。所以超导现象很早就发现了,但是一直没有实济应用。直到近代,随着材料学的发展,科学家们发现一些材料在高于绝对零度的条件下也会发生超导现象。这种材料就称高温超导材料。这个温度相对于绝对零度越高越好,如果能接近常温那就是最好的高温超导材料。现在应用的材料还是很低的的温度,磁悬浮列车的线圈是侵在液氮中的,零下一百多度。不过这想对于绝对零度是很高的温度,技术上已不难实现,才使超导得以实用。
你的想法很好。你再深入想一下,我们要托起一辆列车需要多少磁铁?要花费多大代价?我们如何控制它?而且磁铁的磁性不是永存的的,它在一定条件下会消失的,如果它的磁力消失了,我们怎么办?用电磁铁吗?超导就是电磁铁啊!我们把电阻降到无限小,用一个很低的电压就可得到具大的安培力。这么经济的事情,为什么不做呢?呵呵,多问几个为什么现在明白了吧!
磁悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,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。这就是所谓的“磁悬浮列车”,亦称之为“磁垫车”。
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: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,并使导轨钢板的吸引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。
磁悬浮列车与当今的高速列车相比,具有许多无可比拟的优点:
由于磁悬浮列车是轨道上行驶,导轨与机车之间不存在任何实际的接触,成为“无轮”状态,故其几乎没有轮、轨之间的摩察,时速高达几百公里;
磁悬浮列车可靠性大、维修简便、成本低,其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一;
噪音小,当磁悬浮列车时速达300公里以上时,噪声只有656分贝,仅相当于一个人大声地说话,比汽车驶过的声音还小;
由于它以电为动力,在轨道沿线不会排放废气,无污染,是一种名副其实的绿色交通工具
问题要分成两个部分来解答。
第一部分,如果使用永恒磁铁代替超导材料,那么我们就无法控制磁铁之间的排斥力的大小,这样实际使用起来就使得列车悬浮后无法下降,那么小的阻力如果要刹车就非常麻烦。
第二部分,列车使用高温超导的另一个作用是可以改变磁通量使得列车前进,所以我们不能使用永恒磁铁来代替高温超导。
最重要的是高温超导可以节省能量。因为高温超导的电阻基本忽略,只要有一个很小的电压就可以产生很大的安培力,这样就不需消耗很大的能量了。
而关于高温超导材料的论述jwsswd的论述已经很全面了,我就不啰嗦了。
小兄弟想的不错,先表扬一个~~~~
对于你的问题:涉及到一个载重与常规磁体的磁性强弱问题。
因为列车上这两个磁体的作用力要相当的大才能达到载重的目的,进而达到大量的运输,而产生经济效益。这就要求磁性相当强。
然而天然的强磁体是不存在的,或者很难找,一般的强磁体就只能由强电流产生。由于是由强电流产生的就避免不了有焦耳热的损失,这在强电流的情况下就很大很大的数字,相继热量的处理就又是一个问题。鉴于超导的几乎无电阻性,所以强磁场只能用超导线圈产生。
象托卡马克何聚变等强磁场装置都是超导。
鉴于时间的问题与书面板书的不清楚性,就说到这里。
494242051 有兴趣到我的空间,有相应的文章,并且以后有兴趣我们可以聊一下。我是学超导的。~~~
高温超导材料电阻小,因此I=U/R,I就会很大,当磁感线变化时,就会产生强大磁场,使列车悬浮。如果用磁铁,没有这么大的排斥力,而且力的大小不能控制,浮起来了就下不去了。