磁悬浮列车简介大学物理素材
悬浮磁列车知识点总结
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悬浮磁列车知识点总结一、悬浮磁悬浮列车的发展历史悬浮磁悬浮列车的发展历史可以追溯到20世纪60年代,当时研究人员开始尝试利用电磁力将列车悬浮在轨道上,并通过电磁力推进列车运行。
1971年,德国工程师Hermann Kemper首次提出磁悬浮列车的概念,从而开启了磁悬浮列车的研发之路。
随后,日本、中国、法国等国家也相继开展了悬浮磁悬浮列车的研究工作,推动了磁悬浮列车的发展。
二、悬浮磁悬浮列车的工作原理悬浮磁悬浮列车采用磁力悬浮和线性感应推进技术,其工作原理主要包括以下几个方面:1. 磁悬浮技术:悬浮磁悬浮列车利用强磁场将列车悬浮在轨道上,实现对列车的悬浮支撑。
通常采用超导磁体或电磁悬浮系统产生磁场,通过磁场与轨道上的导向磁铁相互作用,从而产生稳定的悬浮力,使列车浮在轨道上。
2. 线性感应推进技术:悬浮磁悬浮列车利用线圈在磁场中运动时所产生的感应电流,通过电磁力推动列车运行。
一般情况下,轨道上安装有线圈,列车上则装有永磁体或电磁体,当列车在轨道上运行时,通过与轨道上的线圈相互作用,产生感应电流,并产生电磁力,推动列车运行。
三、悬浮磁悬浮列车的分类根据悬浮方式和推进方式的不同,悬浮磁悬浮列车可以分为多种类型,主要包括以下几种:1. 永磁悬浮列车:永磁悬浮列车采用永磁体和轨道上的导向磁铁相互作用,实现悬浮和推进。
由于永磁体具有常态磁化特性,因此可以在不接通电源的情况下产生磁场,从而实现悬浮和推进。
2. 电磁悬浮列车:电磁悬浮列车采用电磁体产生磁场,与轨道上的导向磁铁相互作用,实现悬浮和推进。
相比永磁悬浮列车,电磁悬浮列车可以通过控制电流来调节磁场强度,实现悬浮高度的调节。
3. 线圈推进式磁悬浮列车:线圈推进式磁悬浮列车采用列车上的线圈在轨道上的线圈产生感应电流,从而产生电磁力,推动列车运行。
这种类型的磁悬浮列车推进效率高,运行速度快。
四、悬浮磁悬浮列车的优点悬浮磁悬浮列车相对于传统的轮轨列车具有许多优点,主要包括以下几个方面:1. 运行速度高:悬浮磁悬浮列车采用磁力悬浮和线性感应推进技术,可以实现高速运行,其运行速度可达到每小时500公里以上。
磁悬浮列车利用磁场实现飞行般的高速运输
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磁悬浮列车利用磁场实现飞行般的高速运输磁悬浮列车是一种利用磁场原理实现高速运输的先进交通工具。
它通过利用磁力对车体进行悬浮,减少与轨道的摩擦,从而实现高速行驶。
本文将介绍磁悬浮列车的原理、优势和发展前景。
一、磁悬浮列车的工作原理磁悬浮列车的运行原理主要依靠磁力的吸引和排斥作用。
车身下方的磁悬浮装置产生一个强大的磁场,与车体上方的轨道上的磁场相互作用,使列车悬浮在轨道上。
同时,车身上的电磁铁与轨道旁的电磁铁产生磁力,推动列车前进。
由于磁悬浮列车没有接触式的轮轨,因此减少了能量损耗,提高了运行效率。
二、磁悬浮列车相比传统列车的优势1. 高速运行:磁悬浮列车在减少摩擦的情况下运行,因此具有更高的运行速度。
根据工程实践,磁悬浮列车的运行速度可达到每小时600公里以上,为传统列车的两倍以上。
2. 减少振动和噪音:由于采用了非接触式的悬浮方式,磁悬浮列车的振动和噪音明显减少。
这对于改善列车内的乘坐体验和降低对周围环境的干扰都有积极作用。
3. 能源效率高:磁悬浮列车相比传统列车的能源利用效率更高。
传统列车由于摩擦和阻力的存在,需要消耗大量能源才能维持运行。
而磁悬浮列车减少了能量损耗,使能源利用更加高效。
4. 提高运输能力:磁悬浮列车的高速运行和大容量设计,使得它能够以更高的频率运行,提高线路的运输能力。
这对于繁忙的城市交通来说具有重要意义。
三、磁悬浮列车的发展前景磁悬浮列车是现代交通的重要发展方向,具有广阔的应用前景。
首先,随着城市化进程的加快,人们对交通效率的要求越来越高,磁悬浮列车的高速运行可以满足这一需求。
其次,磁悬浮列车减少了对环境的污染,符合低碳环保的发展趋势。
最后,磁悬浮列车的建设和运营可以推动相关产业的发展,创造就业机会,促进经济增长。
在中国,目前已经有多个城市投入使用了磁悬浮列车,如上海磁浮示范运营线。
这些先行示范项目的成功运行对于后续的铺设和拓展提供了重要的经验和参考。
未来,磁悬浮列车有望在更多的城市得到推广和应用。
磁悬浮列车补充资料1
![磁悬浮列车补充资料1](https://img.taocdn.com/s3/m/8c5e7de5e009581b6bd9eb2d.png)
工作原理:磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力(即磁的吸力和排斥力)来推动的列车。
由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行走时不同于其他列车需要接触地面,因此只受来自空气的阻力。
磁悬浮列车的最高速度可达每小时500公里以上,比轮轨高速列的300多公里还要快。
磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。
1970年以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本等发达国家以及中国都相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。
磁悬浮列车利用电磁体“同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引”的原理,让磁铁具有抗拒地心引力的能力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,腾空行驶,创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。
列车类型:2009年6月15日,国内首列具有完全自主知识产权的实用型中低速磁悬浮列车,在中国北车唐山轨道客车有限公司下线后完成列车调试,开始进行线路运行试验,这标志着我国已经具备中低速磁悬浮列车产业化的制造能力。
中低速磁悬浮列车是一种新近发展起来的轨道交通装备,性能卓越,适用于大中城市市内、近距离城市间、旅游景区的交通连接,市场前景广阔。
中低速磁悬浮列车利用电磁力克服地球引力,使列车在轨道上悬浮,并利用直线电机推动前进。
与普通轮轨列车相比,具有噪声低,振动小,线路敷设条件宽松、建造成本低,易于实施,易于维护等优点,而且由于其牵引力不受轮轨间的粘着系数影响,使其爬坡能力强,转弯半径小,是舒适、安全、快捷、环保的绿色轨道交通工具,在各种交通方式中具有独特的优势。
最高时速:常导磁悬浮可达400-500公里/小时,超导磁悬浮可达500-600公里/小时。
示范线路:世界第一条磁悬浮列车示范运营线——上海磁悬浮列车,建成后,从浦东龙阳路站到浦东国际机场,三十多公里只需8分钟。
上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”(简称“常导型”)磁悬浮列车。
磁悬浮列车的知识
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磁悬浮列车的知识磁悬浮列车,作为一种先进的交通工具,正逐渐改变着人们的出行方式。
它利用磁力悬浮技术,使列车在轨道上悬浮运行,消除了传统轨道交通中的摩擦阻力,大大提高了列车的运行速度和效率。
磁悬浮列车的运行原理是利用列车和轨道之间的磁力作用,使列车在空中悬浮并运行。
通常情况下,磁悬浮列车的轨道上会铺设一层特殊的导磁体,列车底部也会装有磁体。
当列车运行时,轨道上的导磁体会产生磁场,与列车底部的磁体相互作用,使列车悬浮并运行在轨道上。
由于消除了摩擦阻力,磁悬浮列车的运行速度可以达到很高,甚至可以超过时速500公里以上。
磁悬浮列车的优势不仅在于速度快,而且还具有较低的能耗和环保特点。
由于列车悬浮在轨道上,不会直接接触地面,因此摩擦力极小,能耗相对较低。
同时,磁悬浮列车采用电力驱动,相比传统燃油车辆,其排放更为清洁,对环境的影响也更小。
除了速度和环保优势外,磁悬浮列车还具有较高的安全性。
由于列车悬浮在轨道上,不会受到地面因素的影响,因此在运行过程中可以避免地震、水灾等自然灾害的影响。
此外,磁悬浮列车通常会配备先进的安全系统,可以实时监测列车的运行状态,确保列车在运行过程中始终保持稳定和安全。
然而,磁悬浮列车也面临着一些挑战和限制。
首先是建设成本较高,由于磁悬浮列车需要铺设特殊的轨道和安装磁体等设备,因此建设成本相对较高。
其次是运营成本较高,虽然磁悬浮列车在运行过程中能耗较低,但是维护和管理成本较高。
此外,磁悬浮列车的适用范围也相对有限,目前主要用于城市间快速交通,对于中短途的城市内交通需求尚未得到广泛应用。
总的来说,磁悬浮列车作为一种先进的交通工具,具有速度快、环保、安全等优势,可以为人们提供更加便捷、高效的出行方式。
随着科技的不断进步和发展,相信磁悬浮列车将在未来得到更广泛的应用,为人们的出行带来更多便利和便捷。
物理初二下人教新资料(磁悬浮列车)文字素材1
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物理初二下人教新资料(磁悬浮列车)文字素材1特别早往常,人们就盼望列车能与轨道脱离接触,以解除轮轨车辆的振动与磨损带来的苦恼。
早在1864年,法国就开展了气垫车的研制工作,通过压缩空气使车体与地面脱离接触。
1869年法国巴黎试验了世界上第一个气垫车。
20世纪60年代,这种研究形成高潮,世界上出现了三个载人的气垫车实验系统。
随着技术的进展,特别是固体电子学的出现,使原来十分庞大的操纵设备变得十分轻巧,这就给磁悬浮列车技术提供了实现的可能。
1969年,德国牵引机车公司(LocomotiveCompany)的马法伊(KraussMaffei)研制出小型磁浮列车系统模型,以后命名为TR01型。
1972年又研制成TR02型,该车在l公里轨道上时速达165公里,这是磁悬浮列车进展的第一个里程碑。
1973年,马法伊还研制成气垫车(命名为TR03)。
与磁浮列车相比,气垫车的技术要复杂得多。
此后德国放弃了进展气垫车的计划,而着眼进展磁悬浮列车〔以下简称磁浮列车)。
悬浮与推进的各种方式磁浮列车从原理上可分为两种。
一种是电磁型(EMS,ElectroMagneticSystem),也称吸力型、常导型。
另一种是电动型〔EDS,ElectrodynamicSystem),也称斥力型、超导型。
电磁型列车在车体内装有电磁铁,路轨为一导磁体。
电磁铁绕组中电流的大小依照间隙传感器的信号进行调节,使车体与路轨间保持一定距离。
悬浮力的大小与车速无关,任何车速时均能保持稳定的悬浮力。
悬浮气隙较小,约l厘米。
出于安全考虑,设有应急备用车轮。
车身前进的动力由直线感应电机或直线同步电机提供(也可用喷气推进)。
它的悬浮和推进系统消耗的功率特别小,一般为l千瓦/吨。
结构、材料简单,但车体较重。
电动型列车在车体内安装有超导线圈,轨道上分布有按一定规那么排列的短路铝环。
当超导线圈内通电时就产生强磁场,在列车以一定速度前进时,该强磁场就在路轨的铝环内产生感应电流,两者相互排斥而产生上浮力。
磁悬浮列车
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磁悬浮有一大缺点,它的车厢不能变轨,不像轨 磁悬浮有一大缺点,它的车厢不能变轨, 道列车可以从一条铁轨借助道岔进入另一铁轨。 道列车可以从一条铁轨借助道岔进入另一铁轨。 这样,如果是两条轨道双向通行, 这样,如果是两条轨道双向通行,一条轨道上的 列车只能从一个起点驶向终点,到终点后, 列车只能从一个起点驶向终点,到终点后,原路 返回。而不像轨道列车可以换轨到另一轨道返回。 返回。而不像轨道列车可以换轨到另一轨道返回。 因此,一条轨道只能容纳一列列车往返运行,造 因此,一条轨道只能容纳一列列车往返运行, 成浪费。磁悬浮轨道越长,使用效率越低。 成浪费。磁悬浮轨道越长,使用效率越低。造成 浪费。 浪费。
磁悬浮技术的研究源于德国,早在 磁悬浮技术的研究源于德国 早在1922年Hermann 早在 年 Kemper先生就提出了电磁悬浮原理 并于 先生就提出了电磁悬浮原理,并于 先生就提出了电磁悬浮原理 并于1934年申请了磁 年申请了磁 浮列车的专利。进入70年代以后 年代以后,随着世界工业化国家经济 浮列车的专利。进入 年代以后 随着世界工业化国家经济 实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的 实力的不断加强 为提高交通运输能力以适应其经济发展的 需要,德国 日本、美国、加拿大、法国、 德国、 需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家 相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。 相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。根据当时轮轨 极限速度的理论,科研工作者们认为 科研工作者们认为,轮轨方式运输所能达 极限速度的理论 科研工作者们认为 轮轨方式运输所能达 到的极限速度为每小时350公里左右 要想超越这一速度运 公里左右,要想超越这一速度运 到的极限速度为每小时 公里左右 必须采取不依赖于轮轨的新式运输系统。 行,必须采取不依赖于轮轨的新式运输系统。这种认识引起 必须采取不依赖于轮轨的新式运输系统 许多国家的科研部门的兴趣,但后来都中途放弃 但后来都中途放弃,目前只有 许多国家的科研部门的兴趣 但后来都中途放弃 目前只有 德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究,并均取得了令 德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究 并均取得了令 世人瞩目的进展。 世人瞩目的进展。
磁悬浮列车科普简介汇总
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中国
• 2000年成功研制世界首辆 高温超导载人磁悬浮实验 车
• 2002年正式启用浦东国际 机场至地铁龙阳路站兴建 磁悬浮列车系统
• 2005年开始研制CM1型 “海豚”高速磁悬浮列车, 最高时速500公里
• 2006年第一辆中低速磁悬 浮列车成功通过室外实地 运行试验
现状
• 目前有美国、德国、日本等国的试验线路 • 日本东部丘陵线、上海浦东运营线 • 美国佐治亚州、加洲圣巴巴拉以及北京地铁门头沟线等建
设中线路 • 澳大利亚、印度、英国等国计划中的线路
优缺点及应用前景
优点
• 高速 • 低噪音 • 环保 • 舒适
缺点
• 断电后安全无保障 • 成本太高 • 强磁场对人体的影响尚不明确
应用前景
• 缩短旅客旅行时间 • 磁悬浮列车能耗低,节约能源
• 谢谢观赏
磁悬浮列车
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目录
一 磁悬浮列车Байду номын сангаас述
二 发展历程及现状
三 优缺点及应用前景
磁悬浮列车概述
• 磁悬浮列车是一种靠 磁悬浮力(即磁的吸 力和排斥力)来推动 的列车。由于其轨道 的磁力使之悬浮在空 中,行走时不需接触 地面,因此只受来自 空气的阻力。
原理
• 利用“同极相斥,异 极相吸”的原理,让 磁铁具有抗拒地心引 力的能力,使车体完 全脱离轨道,悬浮在 距离轨道约1厘米处。
种类
• 以日本为代表的超导电磁 悬浮。
• 以德国为代表的常导电磁 悬浮。
发展历程及现状
日本
• 1962年开始研究常导 磁浮铁路
磁悬浮列车运营的物理基础
![磁悬浮列车运营的物理基础](https://img.taocdn.com/s3/m/78c89f0f844769eae009ed1a.png)
磁悬浮列车运营的物理基础近几十年来,德国和日本都在积极进行磁悬浮铁路的研究,两国都建立了实验线,美国则进行了理论研究。
我国也将在上海浦东开发区建造首条磁悬浮列车示范运营线,其可行性研究已正式启动。
一、磁悬浮列车的特点磁悬浮列车的速度比轮轨系列车高,时速可达500千米以上。
磁悬浮列车还具有爬坡能力强、能耗低、污染少的优点。
磁悬浮列车运行时,车体与地面没有任何直接接触,因而在运行时的噪声和振动小,乘客乘坐会比较舒适。
车体下缘环抱在路轨外侧,所以列车不大可能会脱轨。
我们知道,传统铁路是用车轮来支撑列车重量的,靠轮轨之间的粘着力产生牵引力和制动力,靠轮缘和轨道内侧之间的横向作用力对列车导向。
其线路基础设施由路基、道床,轨枕、轨道等部分组成。
而磁悬浮铁路与传统的轮轨系铁路的结构和基本原理有着本质上的不同,磁悬浮列车没有车轮而装有超导磁体,超导磁体与路轨上磁体的感应力来对其实现悬浮和导向。
从而实现列车悬浮在铁路底部的线圈上高速前进。
那么,磁悬浮列车运营的物理基础是什么?二、磁悬浮列车的运营机理磁现象起源于电荷的运动(电流)。
任何运动电荷或电流,均在周围空间产生磁场,磁场对外的重要表现是:(1)磁场对引入磁场的运动电荷或载流导体有磁力的作用;(2)载流导体在磁场内移动时,磁场的作用力对载流导体作功。
当通过一闭合回路所包围的面积的磁通量(磁感应强度的通量)发生变化时,回路中就产生电流,这种电流称为感应电流。
由于磁通量的变化而产生电流的现象称为电磁感应现象。
知道了磁现象和电磁感应现象之后,我们再来看磁悬浮列车的运营机理。
1.悬浮机理通过改变列车上超导磁体的磁场强度或磁通量,由于电磁感应现象,在地面轨道两侧的线圈里便产生了电流,又由于磁现象,将线圈变为电磁体。
其磁场极性与列车上的超导磁体极性总是保持相同,这样,在线圈电磁体和超导磁体之间就会一直存在排斥力,从而使列车悬浮起来。
2.导向机理地面上的线圈电磁体与列车上的超导磁体的相互作用,也能使列车开动和停止。
磁悬浮列车背后的物理原理
![磁悬浮列车背后的物理原理](https://img.taocdn.com/s3/m/ccab48733868011ca300a6c30c2259010202f38a.png)
磁悬浮列车背后的物理原理磁悬浮列车,英文名为Maglev train,是一种基于磁悬浮技术的列车。
磁悬浮技术是一种通过电磁感应力支撑车体,使列车在轨道上“浮”行的技术。
相比于传统轨道交通,磁悬浮列车具有更高的运行速度、更低的能耗、更小的噪音污染等优点。
那么磁悬浮列车是如何实现的呢?它背后的物理原理是什么?第一、磁力和磁场要理解磁悬浮列车的物理原理,需要先了解磁力和磁场的基本概念。
磁力是指由磁场产生的作用力,可以使磁性物体相互吸引或相互排斥。
磁场是指物体周围的磁性荷物体所产生的区域,磁场可以产生作用力,它的强弱与荷物体和距离有关。
第二、磁悬浮的基本原理磁悬浮列车的基本原理是利用相同磁极之间的排斥力与不同磁极之间的相互吸引力,使列车“悬浮”在轨道上。
轨道上通电的电磁铁产生的磁场与列车下方的超导磁体产生的磁场相互作用,产生一种电磁力,使列车浮在轨道上。
列车悬浮高度的调节通过调整轨道电流和超导磁体温度来实现。
第三、磁悬浮列车的运动磁悬浮列车在运行时会受到气动阻力和轨道和列车之间的摩擦力,这些力都会降低列车的速度。
为了保持列车的运行速度,需要通过线圈的差动以及轨道上的电磁力来给列车提供动力。
当列车靠近一段通电的轨道时,超导磁体中的电流变化,产生的磁场与逆向电流轨道上产生的磁场相互作用,推动列车前进。
第四、磁悬浮列车的优点磁悬浮列车相比于传统交通工具,在速度、能耗和噪音等方面都具有明显的优势。
磁悬浮列车的最高速度可达到600公里以上,而且速度可以像电梯一样加速,减速和停靠,不受车头和车尾的影响。
磁悬浮列车的能耗比传统列车更低,而且对环境的影响也更小。
最后,磁悬浮列车几乎不产生噪音,即使是在高速运行时。
总结磁悬浮列车的背后是基于磁悬浮技术的物理原理。
通过利用轨道上的电磁力和超导磁体的作用力,使列车“悬浮”在轨道上,达到高速,低能耗,较小的噪音等优势。
磁悬浮列车技术的发展,将在未来推进轨道交通的发展,为人类出行带来更多的便捷和舒适。
磁悬浮列车物理原理
![磁悬浮列车物理原理](https://img.taocdn.com/s3/m/d65e3cc1d1d233d4b14e852458fb770bf68a3b45.png)
磁悬浮列车物理原理磁悬浮列车,又称为磁浮列车,是一种利用磁力使列车悬浮在轨道上行驶的交通工具。
与传统的钢轨与车轮的接触摩擦不同,磁悬浮列车通过磁力将车体悬浮在轨道上,并利用磁力推动列车行驶。
这种特殊的运行模式带来了许多先进的技术和物理原理。
磁悬浮列车的物理原理可以归结为两个关键技术:磁悬浮和磁力推进。
在磁悬浮技术中,利用超导磁体产生的强大磁场和轨道上的磁铁产生相互作用,从而使列车悬浮在轨道上。
磁力推进技术则通过控制磁铁的电流和磁场的变化,使列车在轨道上前进。
1. 磁悬浮技术磁悬浮技术是磁悬浮列车的核心技术之一。
它依赖于超导磁体和轨道上的磁铁之间的相互作用。
超导磁体是通过将导体降至低温状态使其电阻接近为零而实现的,这样可以产生强大的磁场。
轨道上的磁铁则会受到超导磁体的磁场力的作用,使得轨道和列车之间产生磁力。
这种相互作用会使列车浮起,实现悬浮状态。
超导磁体本身也有一些特殊的物理原理。
超导材料在低温下表现出零电阻和完全排斥磁场的特性,这使得超导磁体可以产生强大的磁场。
超导材料中的电流也会在磁场的作用下形成闭合环路,这种闭合环路会排斥外部磁场,从而使超导磁体可以悬浮在轨道上。
2. 磁力推进技术磁力推进技术是磁悬浮列车实现高速行驶的关键。
通过改变超导磁体的电流和磁场的变化,由此产生的磁力可以推动列车在轨道上前进。
磁力推进技术可以分为吸引型和斥力型两种。
吸引型磁力推进是通过调节超导磁体和轨道上的磁铁之间的磁场关系,使磁铁受到超导磁体的吸引而向前推动。
斥力型磁力推进则是超导磁体和轨道上的磁铁之间产生相互排斥的磁力,从而推动列车前进。
这两种磁力推进方式都依赖于超导磁体产生的磁场和磁场的变化来实现列车的高速行驶。
总结:磁悬浮列车的物理原理可以归结为磁悬浮技术和磁力推进技术。
磁悬浮技术利用超导磁体的强大磁场和轨道上的磁铁的相互作用,实现列车的悬浮状态。
磁力推进技术则通过控制磁铁的电流和磁场的变化,推动列车在轨道上前进。
物理小论文__磁悬浮列车
![物理小论文__磁悬浮列车](https://img.taocdn.com/s3/m/21526558f01dc281e53af090.png)
【标题】磁悬浮列车[摘要]众所周知,现在的交通技术很发达,完全可以满足人们的一般需求。
但是人是一种很贪心的动物,同时人也是一种上进心的动物,正是这种贪心与上进心,促进人类的不断进步,于是人们一直致力于发展更便捷快速的,可以去不同地方的,可以多用的等特点的交通工具。
例如空中的越来越快的超音速飞机,海里的越潜越深的潜艇,路陆上的磁悬浮列车。
下面就让我们一起了解一下磁悬浮列车吧![关键词] 磁悬浮列车日本德国电与磁[正文]一·为什么会有磁悬浮列车自1825年世界上第一条标准轨铁路出现以来,轮轨火车一直是人们出行的交通工具。
然而,随着火车速度的提高,轮子和钢轨之间产生的猛烈冲击引起列车的强烈震动,发出很强的噪音,从而使乘客感到不舒服。
由于列车行驶速度愈高,阻力就愈大。
所以,当火车行驶速度超过每小时300公里时,就很难再提速了。
如果能够使火车从铁轨上浮起来,消除了火车车轮与铁轨之间的摩擦,就能大幅度地提高火车的速度。
但如何使火车从铁轨上浮起来呢?科学家想到了两种解决方法:一种是气浮法,即使火车向铁轨地面大量喷气而利用其反作用力把火车浮起;另一种是磁浮法,即利用两个同名磁极之间的磁斥力或两个异名磁极之间磁吸力使火车从铁轨上浮起来。
在陆地上使用气浮法不但会激扬起大量尘土,而且会产生很大的噪音,会对环境造成很大的污染,因而不宜采用。
这就使磁悬浮火车成为研究和试验的的主要方法。
二·磁悬浮列车的历史磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。
进入70年代以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。
而美国和前苏联则分别在七八十年代放弃了这项研究计划,目前只有德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究,并均取得了令世人瞩目的进展。
磁悬浮列车学习资料
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磁悬浮列车简介
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磁悬浮列车的原理
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由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁悬浮
列车也有两种相应的形式:一种是利用磁铁同性相斥原 理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车,它利用车上导 体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产 生的相斥力,使车体悬浮运行的铁路;另一种则是利用 磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列 车,它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁, 在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应 钢板,控制电磁铁的电流,使电磁铁和导轨间保持10— 15毫米的间隙,并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平 衡,从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。
The end !
磁悬浮列车
轨接触,震动小、舒适性好,对车辆和路轨的维修费用也大大减少。磁悬浮列 车在运行时不与轨道发生摩擦,发出的噪音很低。它的磁场强度非常低,与地 球磁场相当,远低于家用电器。由于采用电力驱动,避免了烧煤烧油给沿途带 来的污染。磁悬浮列车一般以4.5米以上的高架通过平地或翻越山丘,从而避免 了开山挖沟对生态环境造成的破坏。磁悬浮列车在路轨上运行,按飞机的防火 标准实行配置。它的车厢下端像伸出了两排弯曲的胳膊,将路轨紧紧搂住,绝 对不可能出轨。列车运行的动力来自固定在路轨两侧的电磁流,同一区域内的 电磁流强度相同,不可能出现几辆列车速度不同或相向而动的现象,从而排除 了列车追尾或相撞的可能。
磁悬浮列车的技术难题
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即便有解决以上技术难题的手段,但是又牵涉到另外一 个问题——钱。上海段约30公里的线路设计投资为100亿元 人民币,而德国的两条线路,一条36.8公里长,将耗资 约16亿欧元;另一条长度78.9公里,则将耗资32亿 欧元(1欧元约等于10元人民币)。实际施工中,根据地形、 路面及设计运送能力的不同,当然造价也会相差较大。但无 论如何,一公里的路线至少需要3亿元人民币的投资,也就 是说,1厘米线路就得花上3000元!
磁悬浮列车科普征文
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磁悬浮列车科普征文磁悬浮列车,又称磁浮列车,是一种利用磁悬浮技术实现悬浮行驶的高速列车。
它与传统的轮轨列车相比,具有更高的运行速度和更大的运行安全性。
磁悬浮列车的出现,为现代交通运输领域带来了巨大的创新和发展。
磁悬浮列车的悬浮原理是利用磁力排斥和吸引的作用,使列车在悬浮轨道上悬浮行驶。
磁悬浮列车的轨道上覆盖着一层特殊的导向磁轨,列车的底部安装有磁悬浮系统。
当列车行驶时,磁悬浮系统会产生磁力,与导向磁轨上的磁力相互作用,使列车悬浮在轨道上。
通过控制磁力的大小和方向,可以控制列车的悬浮高度和行驶速度。
磁悬浮列车的运行速度非常快,可以达到甚至超过时速600公里。
这主要得益于磁悬浮技术的优势。
与传统轮轨列车相比,磁悬浮列车不接触轨道,减少了摩擦阻力,从而大大提高了列车的运行速度。
此外,磁悬浮列车的悬浮高度可以调节,可以适应不同的运行速度和路段要求。
这使得磁悬浮列车具有更好的适应性和可变性。
磁悬浮列车的安全性也是其重要的优势之一。
由于列车不接触轨道,摩擦力大大减小,因此减少了列车的磨损和故障。
此外,磁悬浮列车悬浮在轨道上,不受地面的颠簸和震动影响,乘坐更加平稳舒适。
同时,磁悬浮列车的导向磁轨和悬浮系统都经过精密设计和严格测试,确保列车在高速行驶时的稳定性和安全性。
磁悬浮列车的应用领域非常广泛。
在城市交通中,磁悬浮列车可以作为一种高速轨道交通工具,解决城市交通拥堵问题。
在长距离高速铁路运输中,磁悬浮列车可以替代传统轮轨列车,提高运行速度和运输效率。
此外,磁悬浮列车还可以应用于短距离机场快速交通、物流运输等领域。
尽管磁悬浮列车具有很多优势,但也面临一些挑战。
首先,磁悬浮列车的建设和维护成本较高,需要大量的投资和技术支持。
其次,磁悬浮列车的运行环境要求较高,需要建设专用的轨道和设备。
此外,磁悬浮列车的技术还存在一些待解决的问题,如能耗、环保等方面的挑战。
总体而言,磁悬浮列车是一种具有巨大潜力和发展前景的先进交通工具。
大学物理阅读材料-第九篇磁悬浮列车原理
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大学物理阅读材料-第九篇磁悬浮列车原理第九篇磁悬浮列车原理§9.1磁悬浮列车综述你一定听说过磁悬浮列车吧,最近它的上镜率可是居高不下,大家都在密切地关注着它的发展态势。
我们一直都在盼望着火车的提速,可经过几轮的努力,却总是达不到心中理想的标准,如果你家住在西安,距北京1000多公里,原先回家要17个小时,现在要14个小时,唉,只减少了区区3个小时,还要有难熬的一宿呀!可是你知道吗?普通磁悬浮列车的时速就可以达到500公里/小时,那么,回家就只需要不到3个小时,跟飞机差不多了!其实,在本世纪五、六十年代,铁路曾经被认为是一个夕阳运输产业。
因为面对航空、高速公路等运输对手的强劲挑战,它蜗牛般的爬行速度,已越来越不适应现代工业社会物流和人流的快速流动需要了。
但七十年代以来,特别是近几年,随着铁路高速化成为世界的热点和重点,铁路重新赢回了它在各国交通运输格局中举足轻重的地位。
法国、日本、俄国、美国等国家列车时速由200公里向300公里飞速发展。
据1995年举行的国际铁路会议预测,到本世纪末,德国、日本、法国等国家的高速铁路运营时速将达到360公里。
但要使列车在如此高的速度下持续行驶,传统的车轮加钢轨组成的系统,已经无能为力了。
这是因为传统的轮轨粘着式铁路,是利用车轮与钢轨之间的粘着力使列车前进的。
它的粘着系数随列车速度的增加而减小,走行阻力却随列车速度的增加而增加,当车速增至粘着系数曲线和走行阻力曲线的交点时,就达到了极限。
据科研人员推算,普通轮轨列车最大时速为350-400公里左右。
如果考虑到噪音、震动、车轮和钢轨磨损等因素,实际速度不可能达到最大时速。
所以,欧洲、日本现在正运行的高速列车,在速度上已没有多大潜力。
要进一步提高速度,必须转向新的技术,这就是超常规的列车--磁悬浮列车。
尽管我们还将磁悬浮列车的轨道称为就拿铁轨来说,实际上它已不复存在。
轨道只剩下一条,而且也不能称其为磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年Hermann Kemper先生就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁浮列车的专利。
大学物理论文磁悬浮列车
![大学物理论文磁悬浮列车](https://img.taocdn.com/s3/m/41bc27fd856a561252d36faa.png)
德日高速磁悬浮列车摘要:自德国工程师赫尔曼■肯佩尔提出了电磁悬浮原理,磁悬浮技术的研究就在国际范围内如火如荼的进行着。
磁浮技术在交通方面的应用体现在高速磁悬浮列车的出现。
现阶段超高速磁浮技术主要有以以日本为代表的超导超高速磁浮铁路MLX技术、德国常导超高速磁浮铁路TR技术。
本文主要介绍这两种技术的技术特点,分析他们的能耗等各方面性质,并提出我国下阶段的磁浮研究方向。
关键词:MLX技术、TR技术、电磁吸引式悬浮、侧壁电动式悬浮磁悬浮列车的概述很早以前,人们就希望列车能与轨道脱离接触,以解除轮轨车辆的振动与磨损带来的烦恼。
自20世纪初德国工程师赫尔曼•肯佩尔提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利以来,人类一直在探索将这一原理应用到地面轨道交通的途径。
1970年代以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始进行磁悬浮运输系统的开发。
由于磁悬浮列车是轨道上行驶,导轨与机车之间不存在任何实际的接触,故其几乎没有轮、轨之间的摩擦。
磁悬浮列车有其不可替代的优势:运行速度快,能超过500千米/小时,运行平稳、舒适,易于实现自动控制;它以电为动力,不排出有害的废气,有利于环境保护;可靠性大、维修简便、成本低,可节省建设经费,其能源消耗仅是汽车的一半、飞机的四分之一;噪音小,当磁悬浮列车时速达300公里以上时,噪声只有65分贝,是一种名副其实的绿色交通工具。
正因为磁浮列车在交通方面有着如此的优势,国际上有关磁悬浮列车的研究正如火如荼地进行着。
20世纪末,经过多个国家长期的试验研究逐渐形成以日本为代表的超导超高速磁浮铁路MLX技术、德国常导超高速磁浮铁路TR技术以及日本主要用于中短途客运的中低速地面运输系统HSST技术。
下面主要介绍以德日为代表的两种高速磁浮铁路技术。
日本德国超高速磁浮铁路的比较目如日本超导超局速磁浮铁路MLX技术和德国常导超局速磁浮铁路TR技术是超高速磁浮铁路领域最具代表性的技术。
磁悬浮列车_科技与物理
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磁悬浮列车要以最快的速度從一個地方去到數百公里,甚至數千公里以外的地方,一般人都會選擇乘搭飛機。
可是,在不久的將來,一種新的交通工具將會帶領人們以高速於城市之間穿梭。
目前為止,一般的子彈火車能以200 km/h 的速度前進。
由於火車與路軌之間的磨擦力限制了火車的最高速度,所以人們便開始研究能懸浮於路軌之上的火車,於是便有磁浮火車的出現了。
顧名思義,磁浮火車是利用磁力使火車懸浮於路軌之上。
磁浮火車經常被稱為 maglev,即 magnetically levitated train 的簡寫。
但是,利用一般的磁鐵並不能把火車穩定地浮起。
要是你將兩塊磁鐵的北極相對,你會發現無法使一塊磁鐵穩定地浮在另一塊上(左图)。
所以,要把火車浮起並不如想像中般簡單。
真正磁浮火車是如何浮起來的?目前,磁浮火車還在試驗階段。
德國科學家設計了一個名為transrapid 的系統,利用了「電磁力懸浮法」(ems) 把火車浮起 (右图)。
在這個系統中,火車的底部包著一條導軌,在火車底部起落架的電磁鐵向著導軌,磁力使火車懸浮在導軌之上約一厘米,即使在靜止的時候,火車仍然保持浮起。
其他導引磁鐵則能使火車在行使時保持穩定。
日本的科學家則利用了「電動力懸浮法」(eds) 把火車浮起。
還記得甚麼是「電磁感應」嗎?當磁鐵在導體附近移動,導體內的磁場會因而改變(圖三),並感應出電流。
感應電流又能產生磁場,根據楞次定律,這樣產生出來的磁場總是傾向於抗拒引起這個感應的改變。
「電動力懸浮法」應用了電磁感應的原理。
圖四(a)顯示了這種磁浮火車的原理。
火車在導槽內行走,槽的兩邊安有一系列"8" 字形的線圈。
當一輛列車快速駛過時,車兩邊的超導磁鐵便會在線圈上感應出電流。
巧妙的是,超導磁鐵在"8" 字形的線圈中心以下經過,因此"8" 字形線圈下半部的磁通量改變比上半部大,感應出如圖四(b)所示的電流,產生磁力。
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•推进系统可以分为两种。“长固定片”推进系统使用缠绕在导轨上的线
性电动机作为高速磁悬浮列车的动力部分。由于高的导轨的花费而成本昂 贵。而“短固定片”推进系统使用缠绕在被动的轨道上的线性感应电动机 (LIM)。虽然短固定片系统减少了导轨的花费,但由于LIM过于沉重而 减少了列成的有效负载能力,导致了比长固定片系统的高的运营成本和低 的潜在收入。而采用非磁力性质的能量系统,也会导致机车重量的增加, 降低运营效率。
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磁悬浮列车是一种采用无接触的电磁悬 浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。它 的时速可达到500公里以上,是当今世界最 快的 地面客运交通工具,有速度快、爬坡能力强、能 耗低运行时噪音小、安全舒适、不燃油,污染少 等优点。并且它采用采用高架方式,占用的耕地 很少。
磁悬浮列车简介
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模型
下图给出的便是列车的受力分析
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应用准确的定义来说,磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力 将列车悬浮于空中并进行导向,实现列车与地面轨道间的无机械接触,再 利用线性电机驱动列车运行。虽然磁悬浮列车仍然属于陆上有轨交通运输 系统,并保留了轨道、道岔和车辆转向架及悬挂系统等许多传统机车车辆 的特点,但由于列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触,因此从根本上 克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题,所以它也许会成 为人们梦寐以求的理想陆上交通工具。
•磁悬浮列车利用“同名磁极相斥,异名磁极相吸”的原理,让磁铁具有抗拒地
•原理简述
心引力的能力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,腾空行驶, 创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。 由于磁铁有同性相斥和异性相吸 两种形式,故磁悬浮列车也有两种相应的形式:一种是利用磁铁同性相斥原理而 设计的电磁运行系统的磁悬浮列车,它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道 上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力,使车体悬浮运行的铁路;另一种则是利 用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车,它是在车体底部及 两侧倒转向上的顶部安装磁铁,在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用 板和感应钢板,控制电磁铁的电流,使电磁铁和导轨间保持10—15毫米的间隙, 并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡,从而使车体悬浮于车道的导轨面上运 行。 通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变 为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来。列车 前进是因为列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道上的电磁体(S极) 所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥。当列车 前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈, 现在变为N极线圈了,反之亦然。这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向 前奔驰。根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。
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通俗的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈 变为电磁体。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起 来。列车前进是因为列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道 上的电磁体(S极)所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁 体(N极)所排斥。当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来 了。其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然。这 样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速,通过电能 转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。
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•导向系统:导向系统是一种测向力来保证悬浮的机车能够沿着导轨的
方向运动。必要的推力与悬浮力相类似,也可以分为引力和斥力。在机 车底板上的同一块电磁铁可以同时为导向系统和悬浮系统提供动力,也 可以采用独立的导向系统电磁铁
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。
•推进系统:磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支
撑电磁铁线圈的作用就像是同步直线电动机的励磁线圈,地面轨道内侧的 三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它就像同步直线电动机的长定子 绕组。从电动机的工作原理可以知道,当作为定子的电枢线圈有电时,由 于电磁感应而推动电机的转子转动。同样,当沿线布置的变电所向轨道内 侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同 列车一起就像电机的"转子"一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态下, 列车可以完全实现非接触的牵引和制动。
•超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所
具有的完全导电性和完全抗磁性。超导磁铁是由超导材料制成的超 导线圈构成,它不仅电流阻力为零,而且可以传导普通导线根本无 法比拟的强大电流,这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁 铁。
•
超导磁悬浮列车的车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集 成设备,而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧, 车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁 铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成。当向轨道两侧的驱动绕组提供 与车辆速度频率相一致的三相交流电时,就会产生一个移动的电磁 场,因而在列车导轨上产生磁波,这时列车上的车载超导磁体就会 受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进。 其原理就像冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动 他快速前进的。与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处 理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题。为 此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪 传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使 列车能良好地运行。
•磁悬浮列车为什么能
悬浮于轨道上?
•磁悬浮列车意味着这些火车利用磁的基本原理悬浮在导轨上来代替旧的钢
轮和轨道列车。磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起,摆脱了讨厌 的摩擦力和令人不快的锵锵声,实现与地面无接触、无燃料的快速“飞 行”。
•
稍有物理知识的人都知道:把两块磁铁相同的一极靠近,它们就相互 排斥,反之,把相反的一极靠近,它们就互相吸引。托起磁悬浮列车的, 那似乎神秘的悬浮之力,其实就是这两种吸引力与排斥力。
详细分析
•
悬浮系统:目前悬浮系统的设计,可以分为两个方向,分别是德国所采 用的常导型和日本所采用的超导型。从悬浮技术上讲就是电磁悬浮系统 (EMS)和电力悬浮系统(EDS)。 • 电磁悬浮系统(EMS)是一种吸力悬浮系统,是结合在机车上的电磁铁 和导轨上的铁磁轨道相互吸引产生悬浮。常导磁悬浮列车工作时,首先调 整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力,与地面轨道两侧的绕组发生 磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下, 使车轮与轨道保持一定的侧向距离,实现轮轨在水平方向和垂直方向的无 接触支撑和无接触导向。车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米,是通 过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列 车运行速度无关,所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。 • 电力悬浮系统(EDS)将磁铁使用在运动的机车上以在导轨上产生电 流。由于机车和导轨的缝隙减少时电磁斥力会增大,从而产生的电磁斥力 提供了稳定的机车的支撑和导向。然而机车必须安装类似车轮一样的装置 对机车在“起飞”和“着陆”时进行有效支撑,这是因为EDS在机车速度 低于大约25英里/小时无法保证悬浮。EDS系统在低温超导技术下得到了 更大的发展。
•前进的动力
---- Where??
•车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就像是同步直线电动机的励磁线
圈,地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用,它 就像同步直线电动机的长定子绕组。从电动机的工作原理可以知 道,当作为定子的电枢线圈有电时,由于电磁感应而推动电机的 转子转动。同样,当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提 供三相调频调幅电力时,由于电磁感应作用承载系统连同列车一 起就像电机的“转子”一样被推动做直线运动。从而在悬浮状态 下,列车可以完全实现非接触的牵引和制动。