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中国国产的磁悬浮车为什么不能实现高速(保留版权)

和合
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加入时间: 2004/02/14
文章: 4912

经验值: 31018

标题: 中国国产的磁悬浮车为什么不能实现高速(保留版权) (419 reads) 时间: 2005-9-27 周二, 上午6:02

作者：和合在寒山小径发贴, 来自 http://www.hjclub.org

(本文经科学实验，精心力做。
保留一切版权。请勿转贴。仅在此"寒山小径"张贴。
限本坛少数网友阅读。
因为我还想或许有可能找一个什么平面出版物发表一下。)

中国国产的磁悬浮车为什么不能实现高速
和合(8/25/2005)

很多人以为，磁悬浮是用二片极性相对的磁铁的排斥作用来实现的。
其实这是一种误解。科学定理已经证明，无论你怎样安排，用这种
静止的磁体之间的排斥力是不可能实现磁悬浮的。

真正的磁悬浮并不是用相互排斥的磁体之间来实现的。而是用交变
磁场和导体之间的互作用力来实现的。用以下简单的实验可以很容
易理解这一概念：

在图1中，把一个磁铁球粘到一个玩具小马达的轴端。使得磁极的方
向与马达轴线垂直。(材料：1/4"直径的Neodymium 磁铁球，大约
$1美元。玩具小马达，$1美元，转速大约500rpm)

把这一旋转的磁铁球放在一个一寸见方，0.5mm厚的铜片上方，大约
1mm处，这个铜片就会被旋转磁体的磁场带动，快速地向前移动。
(图2。)

如果把这个铜片放置在一个45度角的斜面上，那么，这个旋转的磁
铁产生的推动力将能够把铜片沿着斜面向上移动。(图3。)

根据这个实验，可以得到以下结论：
1。动态的磁场(或者称，交变磁场)在导体中，引起的电流磁场，
能够产生电磁力。这个电磁力的方向和交变磁场的变化方向相同。
(或者说，旋转磁体的切线方向。)

2。磁体越强，产生的力越强。(磁场越强，产生的电磁力越强。)
3。磁体与导体之间的距离越接近，产生的力越强。
4。磁体旋转的越快，产生的力越强。(交变磁场与导体的相对速度
越大，电磁力越强。)
5。导体的导电性能越好，产生的力越强。如果用超导体，那么，
产生的电磁力将比铜片要强。

根据这些现象，可以设计这样的结果，产生磁悬浮：
用四个一组的旋转的磁铁，按照图4的结构安排，就可以使一个空心
铜管悬浮在空中。
图5是这个结构的立体图。

当空心的铜管悬浮在空中的时候，如果增加一个在水平平面旋转的
磁体，(图6)，那么，这个磁体产生的电磁力将推动铜管沿着水平
的方向前进。

这种方法就是把产生悬浮的力，与推动悬浮体前进的力，分开的结
构。

在这个结构中，很容易就看出，当悬浮铜管的移动速度增加的时
候，它与产生悬浮力的磁体(四个一组的旋转磁体)之间的相对速度
也将越来越大，而在这二者之间的力的方向恰恰是阻止铜管前进的
方向。

这也就是说，产生磁悬浮的磁体，成为了限制列车前进的阻力。

理解了这一原因以后，解决这一问题就并不是很难了。
只要把产生悬浮的电磁力与产生前进推力的电磁力合并就行了。
(我不多讨论了。)

在实践中，交变磁场并不是用旋转的磁铁来产生的，而是采用多个
电磁体的组合，控制不同线圈中电流顺序，来产生交变磁场的。
本文采用机械方式产生交变磁场，仅仅是让磁悬浮的原理更加直观。

作者：和合在寒山小径发贴, 来自 http://www.hjclub.org

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