磁悬浮列车的工作原理主要基于三个关键原理:
1.电子移动与电流产生:当磁场靠近金属时,金属上的电子会受到影响而移动,进而产生电流。
2.电流的磁效应:当电流通过金属线圈或导线时,会产生磁场。这样,通电的线圈就相当于一个磁铁。
3.磁铁间的相互作用:磁铁具有同性相斥、异性相吸的特性。利用这一原理,可以实现磁悬浮列车的悬浮和导向。
磁悬浮列车由三个主要系统组成:悬浮系统、推进系统和导向系统。在大部分设计中,这三个系统都依靠磁力来完成其功能。
虽然可以使用不依赖磁力的推进系统,但在目前的大多数磁悬浮列车设计中,这三个系统均依赖于磁力。
磁悬浮列车是一种利用现代高科技的轨道交通工具。它通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触悬浮和导向,并利用直线电机产生的电磁力来牵引列车运行。
1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔(HermannKemper)提出了电磁悬浮原理,并申请了相关专利。
自20世纪70年代以来,随着工业化国家的经济实力不断增强,为了满足经济发展和民生的需求,提高交通运输能力,德国、日本、美国等国家相继开始了磁悬浮运输系统的研发。
磁悬浮列车的原理是什么有哪两种
磁悬浮列车,是一种靠磁悬浮力来推动的列车。
那什么又是磁悬浮力呢?磁悬浮力是指磁的排斥力和吸引力。
这是20世纪的一项技术发明。
德国是最早研究这项技术的国家,1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。
磁悬浮列车的工作原理是利用的磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,让磁铁与地心引力对抗,从而使得车辆悬浮起来(一般情况下,不超过一厘米),然后利用磁力引导,推动列车前行。时速可达到几百公里以上。
磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,所以磁悬浮列车也有两种形式:
第一,根据磁铁同性相斥的原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车。
那究竟是列车哪里形成的排斥力呢?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排斥力,从而使列车悬浮起来。
轨道要覆盖住列车,列车在一个U型槽内运行。
由于超导磁悬浮的缝隙较大,一般在100毫米左右,因此列车速度较快,一般时速在500公里以上。
这项技术较为复杂,安全性低。
日本便是应用的这种形式。
第二,根据磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁浮列车。
那究竟是在哪儿安装磁铁,在哪儿产生异性相吸呢?首先介绍一下,这个轨道是一种T型台,列车两边下部要把T型轨道的两边覆盖住。
常规电磁体安装在列车车体底部,并与位于电磁体上方的导磁轨道间的吸引力实现悬浮。
电磁铁和导轨间便产生缝隙大概在8~10毫米,并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡,最终使列车悬浮起来。
这项技术特点是简单安全,但由于悬浮缝隙较小,悬浮列车的时速只能达400~500公里之间。
德国便是应用的这种形式。
实际上,在上海浦东国际机场至地铁龙阳路站之间所建的磁悬浮列车也是使用的这种形式。
当时是直接引进的德国的技术,2001年开建,2003年正式启用。
该线全程30公里,全程仅需8分钟。
列车最高时速达430公里,平均运行时速380公里。
这是我国第一辆磁悬浮列车。
我国第一条完全自主研发的商业运营磁悬浮线,是长沙高铁站至黄花国际机场线。该项工程2014年5月16日开建,预计2015年年底建成。
那么人坐在磁悬浮列车上是什么感受呢?
磁悬浮列车的车窗是安全减速玻璃,这样一来,乘客便可以更好地观赏窗外的风景。
由于磁浮列车在行驶中是处于悬浮状态,因此,列车在起动和停止行驶的一刹那,乘客会感觉到车身稍微有点儿提升与下降。
但绝不会很明显,也是很安全的。
列车在行驶中,也不会有因为高速而产生的耳鸣难受心慌心悸,因为磁悬浮列车考虑到这一点,车窗都是使用的安全减速玻璃,挡风玻璃边缘也都有渐淡的点状黑色装饰边,因此,乘客在乘坐磁悬浮列车时,还是比较舒适的。
磁悬浮列车时速这么高,那么为什么没有被普遍推广呢?其原因主要由以下几点:
第一,磁悬浮线路造价非常高,上海浦东机场这条线的磁悬浮列车,总投资为人民币几十亿元。
第二,磁悬浮列车上很难推互联网。而高铁便相对容易很多。
第三,高铁的轮轨技术实现突破之后,磁悬浮的优势不是那么明显了,因为高铁的时速已经可达380公里。
作者:王懿
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