几百吨的磁悬浮列车是如何跑起来的

100吨的磁悬浮列车是如何跑起来的？想要弄清楚这个问题，我们需要先搞懂什么是低温超导。这是一个导体，当将导体冷却到临界温度时，导体的电阻值会突然下降为零，当通入电流时，由于没有电阻，导体内的电流就一直会循环下去，这就是一个超导体，电流值能达到70万安培，从而在超导体周围产生一个强大的磁场。但是如何保持导体的超导状态呢？这就要用到液氦制冷系统，将制冷系统与超导体相连，然后在超导体周围通入超低温的液氦进行冷却，使用后的液氦会变为气态，所以需要将氦气再通入压缩机和制冷装置，再变回液态，然后再提供给液氦制冷系统使用。由于超导体能以辐射的形式吸收外界的热量，所以在超导体周围还需要加入辐射屏蔽层，但是屏蔽层也会吸收一定的热量，因此屏蔽层也需要通入一定的液态进行冷却。然后将超导体。每4个排列成一组，形成一个超导单元，接着将这些超导单元每隔一段距离安装到列车车身的两侧。但是光有这些超导单元是不行的，还需要用到推进线圈，这些推进线圈只是普通的电磁铁，然后将推进线圈安装到导轨的两侧，到这里列车就可以跑起来了。我们看看具体的过程，当列车位于这个位置时，由于同级相斥，红色的箭头会产生推力，而一级相吸，所以绿色的箭头会产生拉力。这些磁铁相互作用，最终会产生向前的合力，列车就能向前移动了。移动到一定位置时，推进线圈的磁场方向发生改变，然后继续产生如前面所说的合力，列车就能不断向前运行了。接下来进入本视频最有意思的部分，那就是列车是如何悬浮起来的？回答这个问题前，如果你对这种知识动画感兴趣，可以下载左下角的精选APP进行学习，里面的合集、广场都是海量的优质视频，赶紧。下载试试吧。你可能会认为列车悬浮很复杂，但是工程师只使用了八字线圈就解决了这个难题。这些八字线圈被布置到导轨两侧，由于列车两侧的超导线圈产生的磁场是这样的，所以磁场可以合并在一起形成一个整体。我们可以直接将它看成是一个长条磁铁。当长条磁铁在导轨正中间快速移动时，仔细观察八字线圈可以看到，由于磁铁移动时会切割磁感线，在八字线圈内会产生两个感应电动势，感应电动势看似方向相同，其实不然，我们打开八字线圈会发现感应电动势方向其实是相反的，也就是说感应电动式之和为0，它不会感应出任何电流，所以移动的条形磁铁不会对线圈产生任何影响。现在我们将条形磁铁向下移动一定距离，这就会导致一个问题，八字线圈下面的线圈通过的磁感线远远大于上面的线圈，这就会使得下面线圈产生的电动势。要大于上面的线圈，从而产生循环的感应电流，这种感应电流会在上下两个线圈内产生相反的两个磁场，红色的箭头产生排斥力，绿色箭头产生吸引力，从而产生一个向上的合力。如果合力大于磁铁重力，磁铁就会慢慢向上移动，移动的过程中电动势和感应电流的差值也会慢慢减小，当合力与重力相等时，磁铁达到平衡并停止移动，列车也就悬浮起来了。需要注意的是，列车在启动和低速运行时产生的合力不够大，所以列车是无法悬浮的，这时还是需要使用轮子进行移动，当列车达到悬浮速度时，车轮就会收回了。到这里还有最后一个问题，列车高速运行时必须位于轨道的正中间，否则就会撞坏导轨。怎么做到这一点呢？工程师使用两根导线将两边的八字线圈连接了起来。当列车位于导轨正中间时，左右。这两边的感应电动势是相等的，所以导线上不会产生电流。但是一旦列车向右发生了偏移，这会导致左边线圈的磁通量减少，而右边的磁通量增加，从而产生电势差，并在导线之间产生感应电流，进而导致右边的磁场强度要大于左边，最终产生向左的合力，然后将列车拉回中间位置。不得不说，这真的是一个天才的设计。

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