石河子大学：《综合物理实验》课程PPT教学课件（近代物理实验）磁悬浮与高温超导实验

●●●●●●●● ●●●●●●●● ●●● 磁悬浮与高温超导实验 石河子大学物理系近代物理实验课程组 2014-2015第一学期

石河子大学物理系近代物理实验课程组 2014-2015第一学期 磁 悬 浮与 高 温 超 导 实 验

石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 内容提要 背景介绍 实验目的 磁悬浮实验 实验原理 四、实验仪器 五、实验内容与步骤 六、 注意事项 七、思考题

1 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 一、背景介绍 二、实验目的 三、实验原理 四、实验仪器 五、实验内容与步骤 六、注意事项 七、思考题 内 容 提 要 磁 悬 浮 实 验

石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 一、背景介绍 磁悬浮列车：在列车上安装强大的超导磁体，地上的轨道为永久磁体，当 车辆在轨道上行进时，车上的超导磁体排斥轨道上的永久磁体，两者的斥 力将车悬浮在轨道上，车辆在电机牵引下前进。如图1所示，为正在运行中 的磁悬浮列车。 图1正在运行中的磁悬浮列车 2

2 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 磁悬浮列车：在列车上安装强大的超导磁体，地上的轨道为永久磁体，当 车辆在轨道上行进时，车上的超导磁体排斥轨道上的永久磁体，两者的斥 力将车悬浮在轨道上，车辆在电机牵引下前进。如图1所示，为正在运行中 的磁悬浮列车。 一、背景介绍 图1 正在运行中的磁悬浮列车

石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 磁悬浮列车是现代高科技发展的产物。其原理是利用电磁 力抵消地球引力，通过直线电机进行牵引，使列车悬浮在轨道 上运行（悬浮间隙约1厘米）。其研究和制造涉及自动控制、电力 电子技术、直线推进技术、机械设计制造，故障监测与诊断等 众多学科，技术十分复杂，是一个国家科技实力和工业水平的 重要标志。它与普通轮轨列车相比，具有低噪音、无污染、安 全舒适和高速高效的特点，有着“零高度飞行器”的美誉，是 一种具有广阔前景的新型交通工具，特别适合城市轨道交通。 磁悬浮列车按悬浮方式不同一般分为推斥型和吸力型两种，按 运行速度又有高速和中低速之分。 3

3 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 磁悬浮列车是现代高科技发展的产物。其原理是利用电磁 力抵消地球引力，通过直线电机进行牵引，使列车悬浮在轨道 上运行(悬浮间隙约1厘米)。其研究和制造涉及自动控制、电力 电子技术、直线推进技术、机械设计制造，故障监测与诊断等 众多学科，技术十分复杂，是一个国家科技实力和工业水平的 重要标志。它与普通轮轨列车相比，具有低噪音、无污染、安 全舒适和高速高效的特点，有着“零高度飞行器”的美誉，是 一种具有广阔前景的新型交通工具，特别适合城市轨道交通。 磁悬浮列车按悬浮方式不同一般分为推斥型和吸力型两种，按 运行速度又有高速和中低速之分

石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型， 以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁 电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。 常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400~500公里，适合于城市 间的长距离快速运输。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本 MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布 置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较 大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。这两种磁悬 浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标，德国青睐前者，集中精力 研制常导高速磁悬浮技术；而日本则看好后者，全力投入高速超导磁 悬浮技术之中。 4

4 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型， 以德国高速常导磁浮列车transrapid为代表，它是利用普通直流电磁铁 电磁吸力的原理将列车悬起，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。 常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400～500公里，适合于城市 间的长距离快速运输。而超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型，以日本 MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场，列车运行时与布 置在地面上的线圈相互作用，产生电动斥力将列车悬起，悬浮气隙较 大，一般为100毫米左右，速度可达每小时500公里以上。这两种磁悬 浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标，德国青睐前者，集中精力 研制常导高速磁悬浮技术；而日本则看好后者，全力投入高速超导磁 悬浮技术之中

石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 图2德国磁悬浮列车

5 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 图2 德国磁悬浮列车

石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 图31999年4月，日本研制的超导磁悬浮列车时速已达552公里， 创世界铁路时速最高纪录。 6

6 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 图3 1999年４月，日本研制的超导磁悬浮列车时速已达552公里， 创世界铁路时速最高纪录

文研组 我国的滋悬浮列车 图42002年4月5日我国第一条磁悬浮列车试验线在长沙建成 通车，设计时速150公里

7 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 我国的磁悬浮列车 图4 2002年4月5日我国第一条磁悬浮列车试验线在长沙建成 通车，设计时速150公里

石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 列车试验线上试车情景 图口我国第一条磁悬浮

8 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 图5 我国第一条磁悬浮 列车试验线上试车情景

石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 图6西南交通大学研制成功的超导磁悬浮 列车，最高设计时速达500公里

9 石河子大学师范学院物理系近代物理教研组 图6 西南交通大学研制成功的超导磁悬浮 列车，最高设计时速达500公里