五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】 关于最近热炒的600公里时速磁悬浮列车 -- 忘情

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家园 韩国的常温超导吗?

出来商用产品之前基本不用考虑

原理不通

即使原理通了,可塑性,临界电流等等要考虑的因素太多了

你还不如想象下 金龙电池呢

家园 如果列车重心不变,理论上重力势能为0,无需克服。

因为势能是相对能量,零势能点可以任意选取。

家园 将车厢浮起来,需要很强的磁力,永磁体肯定不行。

电磁铁的话,需要强电流产生强磁场,如果采用常导,根据欧姆定律会耗散大量能量在产热上。但如果是超导的话,理论上几乎不耗能。

家园 我感觉有点晕

因为势能是相对能量,零势能点可以任意选取。

对呀,因为势能是相对能量,零势能点可以任意选取,那个势能依然是车厢悬空状态到不悬空状态的势能,没毛病,只要悬空,就不为0。

家园 漏字了,会误导。

但如果是超导的话,理论上几乎不耗能。

应为“但如果是超导的话,理论上几乎不耗能在产(发)热上。”

家园 直升机滞空也是不耗油的,因为没有上升。
家园 超导悬浮本身是不没有能耗的,维持低温才需要能源

和普通磁铁悬浮没有能耗一样

家园 实验室已经有了

商用的还没有。但只要成本降下来应该会有的。国内连生产常导MRI的都不少,高温超导成本降低了肯定会有人尝试的。

不通
家园 超导体为什么一定要有电流?

从常导角度是不可能理解超导的。建议您可以在网上搜索迈斯纳效应看看。

物理现象-超导体的完全抗磁性

家园 只要成本足够低就可以

高磁场强度对人工核聚变很重要。2021年MIT实现了20T高温超导,前几天中国高温超导聚变装置洪荒70等离子体发电成功,而下一代洪荒170计划在2027年完成。

目前国内已经实现45.22T混合超导装置,而英国实验室已经实现45.5T铜酸盐线圈,而且可能进一步达到60T。

家园 那个应该是气动管道

实际上19世纪就已经大规模应用了,伦敦、巴黎、纽约等很多大城市都有城市级的邮件管道运输系统。

雄安规划里也有地下管道运输系统,而瑞士据说打算建一个全国规模的。

家园 12.5吨的超导磁悬浮列车,一个人用手就可以推动

超导磁悬浮耗能并不高,静止悬浮时和普通列车一样是不耗能的(不算维持超导那部分)。

此次下线的世界首台高温超导高速磁浮工程化样车重达12.5吨,但是它就像是一片漂浮于水面的叶子,仅用手就能轻松向前推动。为何如此神奇?答案就是:高温超导磁浮技术使它实现了静止悬浮。

举数吨重列车“轻如树叶” 神力源自高温超导

家园 商用的也有了

意大利ParaMed,只不过不是主流

家园 永磁体本身不做功,长期衰退很小很小

没有长时间过温使用,导致内部结构破坏,大概在几十年衰退1%的水平,因此电机的寿命默认都是几十年甚至上百年,我怀疑主要受制于漆包线外面的绝缘漆和裸露铜生锈。

一个线圈或者永磁体靠近另一个永磁体,需要客服磁力做功,这个功是外部力量做的功。磁场是基于内部微结构组成的电子环流形成,因此磁力和桌子、椅子能在支撑在地面上一样,都是由于原子的相互作用形成,桌子、椅子的支撑力不做功,磁场也是如此。

用永磁体来计算磁悬浮有点难,我们用初中时候学的安培定律来估算,同样方向,同样电流为1000A,两个距离100mm平行线圈之间的单位长度的排斥力是多少:

F/l=u0*ur*I1*I2/2pi*d

假定两个线圈的磁芯是铁,ur=5000,两个线圈之间的斥力大概等于1万N/m,如果线圈是5圈,每圈周长100米,这两个线圈的排斥力就是500万N,约等于500吨。单个车厢的重量只有50吨不到,只要310A就够了。

静态情况下除了线圈的电阻损耗,不消耗任何额外能量。100mm2的铜导线大约0.23mohm/m,500米线圈大约115mohm,310A的电流产生的热损耗大约11kw。降低磁浮距离,增大线径都可以降低这个损耗。

通宝推:铁手,史料推理,
家园 磁悬浮和直升机悬空不一样

不一样的地方在于,抗拒重力的升力,直升机需要通过桨叶的旋转来实现因而需要抗拒空气阻力和转动轴的阻力来做功;而磁悬浮的升力只需要维持磁力也就是电流来实现,对于超导体而言没有热损耗也就无需做功。

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