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为什么磁悬浮列车能够“飞”起来

2017-8-14 14:29:00  来源:科普中国  我要评论
  2001年8月14日,中国第一辆国产磁悬浮客车在长春客车厂竣工下线。在众多高新科技的列车形式中,磁悬浮列车可能是一种最理想的交通工具。这种列车在运行时与众不同,它不是紧贴着钢轨行驶,而是以悬浮的形式,飞驰在轨面上。它不仅速度快,而且安全、平稳、无震动、无污染、节省能源。那么,磁悬浮列车是怎样“飞”起来的呢?
  
  磁悬浮列车能“飞”起来,要归功于超导新技术。
  
  1911年,荷兰物理学家昂内斯将水银冷却到−40℃,使它凝固为一条线,并对它通以电流。当温度降至−268.9℃时,他发现水银中的电阻突然消失了。后来,人们把这种电阻突然消失的现象叫做“超导”现象。进一步的研究发现:处在超导状态下的物质,具有完全导电性和完全抗磁性两个基本特性。超导体的完全抗磁性,会对磁铁产生一个向上的斥力,足以抵消磁铁下落的重力,于是磁铁便会悬空飘浮。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,在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,产生磁场,形成一种向下的推力,当推力与车辆重力平衡时,车辆就可悬浮在轨道上方一定的高度了。通过改变电流来控制磁场强度,就能使悬浮高度得以调整。这种悬浮的车体因与轨道间没有机械接触和摩擦,所以运行时无震动、无污染,也不会脱轨,而且由于摩擦阻力减小,行车速度可以大大提高。
  
  磁悬浮列车集计算机、微电子感应、自动控制等高新技术于一体,运行时的悬浮、启动、加速、转弯、减速、停车、下落等各环节,均已实现了自动控制,并做到准确无误,安全可靠。目前,超导列车的时速已可达500千米以上。在实际应用时,按速度它可分为低速、中速和高速三种。低速磁悬浮列车时速在125千米以下,用于市内公共交通;中速磁悬浮列车时速在250千米左右,用于市郊交通;高速磁悬浮列车时速在500千米左右,用于城市间交通。
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