用永磁铁制作磁悬浮会成功吗,如何用磁铁制作固定的磁悬浮

用永磁铁制作磁悬浮会成功吗,如何用磁铁制作固定的磁悬浮

磁悬浮的制作过程是怎样的?

下面就来系统的介绍下磁悬浮的相关知识。什么是磁悬浮?磁悬浮是一种在没有磁场以外的支撑下悬挂物体的方法。这其中,磁场磁力用于抵消物体重力加速度和任何其他加速度的影响。整个磁悬浮体系涉及两个主要问题,即提升力:提供足以抵抗重力的向上力和稳定性:确保系统不会自发地滑动或翻转到升力被中和的位置。现今的磁悬浮技术往往用于制造磁悬浮列车,进行非接触式熔化,磁力轴承和其他相关产品展示用途,如下图所示。

图 磁悬浮列车:磁悬浮系统利用伺服机构将列车从轨道下方拉起,并在高速行驶时保持恒定的间隙图 非接触式熔融:斯特林放射性同位素发生器的部件在测试过程中采用非接触式感应加热图 磁力轴承磁悬浮的制作过程为了成功地悬浮和控制磁悬浮系统所有的6个轴(或被称为自由度,包括3个平移轴和3个旋转轴),实际中往往使用永磁体和电磁体或者抗磁体和超导体的相关组合进行磁悬浮的实现。

根据Earnshaw定理,系统必须至少存在一个稳定的轴才能使系统成功悬浮,其他轴可以使用铁磁性原理来稳定。磁悬浮列车中使用的主要是伺服稳定系统包括电磁悬架(EMS)、电动悬架(EDS)等。具体来说,来自固定强度磁体的吸引力随着距离的增加而减小,随着距离的减小而增加,这是不稳定的状态。对于稳定的系统,则需要相反的情况:即通过测量悬浮物体的位置和速度,并使用连续调节一个或多个电磁铁的反馈回路来校正物体的运动,从而形成伺服机构,可以实现稳定的磁悬浮。

对于这些类型的系统,许多系统使用磁吸力向上抵抗重力,这提供了一些固有的横向稳定性,也有一些系统使用磁吸引力和磁力排斥的组合来向上推动。两种系统都代表了上述电磁悬浮(EMS)的特性。举一个非常简单的例子,一些桌面悬浮演示便使用这个原理,通过物体切割光束或霍尔效应传感器方法用于测量物体的位置。电磁铁位于悬浮物体的上方,只要物体太靠近,电磁铁就会关闭,当物体落得更远时,它会重新开启。

如果地球有南北极磁场,那么能利用同极相斥的原理在地面上做磁悬浮吗?

如果说是利用同性相斥的原理的话,那么首先你这个磁悬浮只能在两个磁极的位置使用,也就是南极和北极的磁力点。开发的技术难题且不说,假如这个东西真的开发出来了,那么它只能在南极和北极使用…… 你难道不觉得这是一个毫无卵用的发明吗……即使是磁场最强的南北两极,磁场强度也不过只有0.7奥斯特,如果想通过同性相斥让物体浮起来的话,那这个物体本身得提供一个非常强大的磁场。

这就好比说水的支撑能力非常弱,一般东西放在上面就会立即掉下去,但如果你对水的冲击力达到一定水平的话水也可以支撑起一个成年人的体重,譬如你的奔跑速度能超过108km/h的话,水上漂将会变成现实。事实上与其研究水上漂,不如研究怎么造船,我们人类已经有很多很多的方法可以浮起来飞起来了,真的不需要再对地球那点微弱的磁场动心思。

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