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磁浮列車,這部列車正式目前高科技發展國家努力開發的「磁浮列車」;除了速度之快,寂靜,無使用車輪是最大的特色。在磁浮列車問世之前,已有人發明利用空氣使車子浮起來的氣浮式交通工具,但這種氣浮方式只能適用於水上的交通工具,並不適用於陸上的列車,因為當氣浮式列車駛入隧道後,就浮不起來了。為了排除氣浮式列車在設計上的困難,科學家於是採用磁浮的方式。
二、[基本概念]:
磁浮列車是利用同磁性相斥的特性,使車子下方和軌道帶相同磁性,車子便能因為斥力而「浮」在軌道上了。同時因為車子與軌道間沒有接觸,所以幾乎沒也摩擦。
三、[基本原理]:
磁浮列車的基本原理,是利用磁場同極相斥的現象,將列車的重量抵消,減少列車與鐵軌間的摩擦,而達到高速、寧靜、舒適的乘坐目標。
因為要有強大的磁力產生,最方便有效的方式就是以電磁鐵作為磁力來源。因為電流在導體中傳導時,因為電阻的關係,不可避免會有熱能產生,而造成能量的損失。所以便以電阻非常非常小、甚至沒有電阻的超導體來達成高效率的能量傳導及轉換(電→磁)。
陸上的交通工具,因與地上接觸時的摩擦力,使得速度上被限制,而磁浮列車的時速可達310英哩(約時速500公里),就是利用磁力使車體懸浮,而使阻力減至最小,然後供應電力,利用電與磁的交互作用,使磁浮車前進、後退。電磁鐵的利用遠比永久磁鐵方便許多,只需改變電流方向即可控制磁極,改變電樞,可使磁力簡單而且大幅的增強。
四、[磁浮列車的說明]:
什麼是磁浮列車?磁浮列車(Maglev Vehicle)利用磁力將車身往上吸,使列車本身不與地面接觸,因而完全減掉摩擦力的作用。磁力的產生有使用永久磁鐵、電磁鐵或是兩者混合並用式(如清華磁浮車所使用的方式)。使用電磁鐵或是混合永久磁鐵者需要精巧的電磁控制技術以控制磁力的大小,試想,要將一個磁鐵,靠著它本身的磁力使它懸浮於一塊鐵板之下,由於磁鐵的非線性的特徵,在未經控制的情況之下,磁鐵不是往上吸附到鐵板下就是往下掉落。現在人們研究出精巧的控制技術,使這塊磁鐵可以靠磁力懸浮於空中,更進一步地用它來支撐磁浮車輛。但是,由於車輛完全懸浮在空中,故也無法像傳統的輪軌車輛般使用轉動車輪的方式以帶動車輛,目前解決這個問題的方法最常用的是線型馬達(Linear Motor)的應用。線型馬達原理和一般傳統的旋轉式馬達相同。一般馬達利用電流的變化,磁場,再感應轉子轉動。線型馬達就好比將傳統馬達攤開,使線圈繞成直條狀,如此原本旋轉的磁場就變成了直線方向行進的磁場,而轉子的轉動也變成直線移動了。此時,可依需要選擇將轉子或定子其中之一固定在車輛下方,另一“子”固定於軌道上,即可藉由線型馬達的作用推動車輛。同時,線型馬達除了推動車輛之外,還可以有煞車的作用,其煞車的能量可以再回生供系統使用。
五、[相關知識]:電與磁的關係及應用:
1.電動機:
利用磁場中載流導線(線圈)產生的磁場,與原磁場相互作用產生動能。