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磁懸浮

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因抗磁性產生磁浮的熱解碳(pyrolytic carbon)。
2000年搞笑諾貝爾獎以及2010年諾貝爾物理獎得主安德烈·海姆曾利用磁懸浮技術浮起一隻活青蛙。

磁懸浮,亦作磁浮,是一種利用的吸力和排斥力來使物件在空中浮動,而不依靠其他外力的方法。透過利用電磁力來對抗引力,可以使物件不受引力束縛,從而自由浮動。

磁懸浮技術的研究源於德國,早在1922年德國工程師赫爾曼·肯佩爾就提出了電浮原理,並於1934年申請了磁懸浮列車的專利。1970年代以後,隨着世界工業化國家經濟實力的不斷加強,為提高交通運輸能力以適應其經濟發展的需要,德國日本美國加拿大法國英國等發達國家相繼開始籌划進行磁浮運輸系統的開發。

目前研究的磁浮技術,主要指利用磁力克服重力使物體浮,且只有日本的超導電動磁懸浮、德國的常導電磁浮和中國的永磁浮已經投入使用。[1]

磁懸浮的穩定性

早在1842年,數學家塞繆爾·恩肖英語Samuel Earnshaw發表過一篇論文,用數學方法證明若單靠宏觀的靜態古典電磁力,磁懸浮是不可能實現的。後世人稱呼這項證明作恩紹定理(Earnshaw’s theorem)[2]。這是因為在物件上所承受的各種合力,包括了引力靜電場靜磁場會使物件變得很不穩定。不過,若打破此定理的假設條件的話,我們反而可以有多種方法利用這些合力來使物件懸浮,這些方法包括電子穩流器抗磁性物質的利用。

方法

要達至磁懸浮有很多方法。現時磁懸浮列車所使用的方法不外乎以下三種:

  1. 電磁力懸浮(EMS)英語Electromagnetic Suspension
  2. 電動力懸浮(EDS)英語Electrodynamic Suspension
  3. 未來的Inductrack(永磁力EDS)英語Inductrack技術。

機械式限制

把圓型的磁鐵的兩個同極相對,然後用繩串在一起。基於「同性相拒」的原則,雖然兩個磁鐵都受到地心引力的影響,但在上面的一塊磁鐵會被推起,懸浮在下面一塊磁鐵之上。不過,由於用到了磁力以外的機械力,這被稱爲假性懸浮[3]

直接反磁懸浮

直接使用電磁鐵產生強大磁力,令車上與軌道內的磁鐵發生排斥而懸浮。

參考

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

參看

外部連結