磁悬浮,亦作磁浮,是一种利用的吸力和排斥力来使物件在空中浮动,而不依靠其他外力的方法。透过利用电磁力来对抗引力,可以使物件不受引力束缚,从而自由浮动。

因抗磁性产生磁浮的热解碳(pyrolytic carbon)。
2000年搞笑诺贝尔奖以及2010年诺贝尔物理奖得主安德烈·海姆曾利用磁悬浮技术浮起一只活青蛙。

磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年代以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国日本美国加拿大法国英国等发达国家相继开始筹划进行磁浮运输系统的开发。

目前研究的磁浮技术,主要指利用磁力克服重力使物体浮,且只有日本的超导电动磁悬浮、德国的常导电磁浮和中国的永磁浮已经投入使用。[1]

磁悬浮的稳定性

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早在1842年,数学家塞缪尔·恩肖英语Samuel Earnshaw发表过一篇论文,用数学方法证明若单靠宏观的静态经典电磁力,磁悬浮是不可能实现的。后世人称呼这项证明作恩绍定理(Earnshaw’s theorem)[2]。这是因为在物件上所承受的各种合力,包括了引力静电场静磁场会使物件变得很不稳定。不过,若打破此定理的假设条件的话,我们反而可以有多种方法利用这些合力来使物件悬浮,这些方法包括电子稳流器抗磁性物质的利用。

方法

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要达至磁悬浮有很多方法。现时磁悬浮列车所使用的方法不外乎以下三种:

  1. 电磁力悬浮(EMS)英语Electromagnetic Suspension
  2. 电动力悬浮(EDS)英语Electrodynamic Suspension
  3. 未来的Inductrack(永磁力EDS)英语Inductrack技术。

机械式限制

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把圆型的磁铁的两个同极相对,然后用绳串在一起。基于“同性相拒”的原则,虽然两个磁铁都受到地心引力的影响,但在上面的一块磁铁会被推起,悬浮在下面一块磁铁之上。不过,由于用到了磁力以外的机械力,这被称为假性悬浮[3]

直接反磁悬浮

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直接使用电磁铁产生强大磁力,令车上与轨道内的磁铁发生排斥而悬浮。

参考

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  1. ^ 悬挂式“红轨”,刷新磁浮技术新高度. 羊城晚报. 2022-08-19. (原始内容存档于2022-08-19). 
  2. ^ 磁悬浮的惊人秘密. [2007-09-09]. (原始内容存档于2015-09-23). 
  3. ^ http://eprints2.utem.edu.my/3575/[永久失效链接] SYAKIR, Wan Ahmad; KAMIL, Wan Mohamad. Development Of Magnetic Bearing System Model For Practical-Based Application. 2008.

参看

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外部链接

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