对磁悬浮的一些浅识与感悟

因为某些原因，我不得不接触磁学领域，从零开始刨起。开始只觉得稀松平常，越接触却越发感到神秘神奇，再深入只觉自己见识浅薄，自然鬼斧神功。

对磁悬浮一开始的认知，可能有些幼稚肤浅，单纯认为斥力就可以悬浮。在查资料和初步尝试实验后才发现，磁场，磁力，并没有想象地那么简单。
首先，磁场和电场紧密联系，磁生电，电生磁高中都学过，其实这里面涉及到相对论：磁场是电场相对论效应的直接结果。静止的电荷产生静电场；运动的电荷产生电磁场。如果人相对电荷静止，那么他就观察不到磁场，如果此时旁人不相对电荷静止，则他在观察到电场的时候还观察到磁场。关于相对论的内容，可以参考《费恩曼物理讲义》，里面对相对论讲解较容易理解。
关于磁力，磁悬浮的斥力，也不是那么简单地为磁悬浮利用。因为斥力和吸力并不是线性的，斥力随着距离的增加快速减弱，吸力则相反。假若只是这样的原因，那对磁悬浮其实也没有多大的困难，但是有一个定理：恩绍定理。他是这样描述的：一个运动的物体的稳定悬浮，不可能全部由永磁体或永磁体与软磁体之间的电磁力来实现。展开来讲，就是磁场等势面为马鞍状，在重力势能有一个“鞍点”，即在一个方向是稳定平衡，另一个方向是不稳定平衡。关于平衡，可分为随遇平衡、稳定平衡和不稳定平衡。随遇平衡像是在平地滚动的小球，最终到哪都能平衡；稳定平衡则像是单摆下的小球，在重力势能最低点时能达到稳定平衡；不稳定则是摆到最高点处。显然马鞍状上的“鞍点”是不稳定平衡点。这定理来得真是让人沮丧，不能单靠永磁体，那就是磁悬浮的困难极其大。

三种不同状态的平衡： >

上海磁悬浮列车是“常导磁吸型”（简称“常导型”）磁悬浮列车。
磁悬浮列车是利用“异性相吸”原理设计，是一种吸力悬浮系统，利用安装在列车两侧转向架上的悬浮电磁铁，和铺设在轨道上的磁铁。
磁悬浮列车上装有电磁体，铁路底部则安装线圈。通电后，地面线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总保持相同，两者“同性相斥”，在磁场作用下产生的吸力使车辆浮起来。
磁悬浮列车头部的电磁体N极被安装在靠前一点的轨道上的电磁体S极所吸引，同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体N极所排斥。列车前进时，线圈里流动的电流方向就反过来，即原来的S极变成N极，N极变成S极。循环交替，列车就向前奔驰。 稳定性由导向系统来控制。
磁悬浮列车底部及两侧转向架的顶部安装电磁铁，在“工”字轨的上方和上臂部分的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轨道间保持1厘米的间隙，让转向架和列车间的吸引力与列车重力相互平衡，利用磁铁吸引力将列车浮起1厘米左右，使列车悬浮在轨道上运行。这必须精确控制电磁铁的电流。
铁轨两侧也装有线圈，交流电使线圈变为电磁体。它与列车上的电磁体相互作用，使列车前进。列车头的电磁体（N极）被轨道上靠前一点的电磁体（S极）所吸引，同时被轨道上稍后一点的电磁体（N极）所排斥——结果是一“推”一“拉”。
磁悬浮列车运行时与轨道保持一定的间隙（一般为1—10cm），因此运行安全、平稳舒适、无噪声，可以实现全自动化运行。磁悬浮列车的使用寿命可达35年，而普通轮轨列车只有20—35年。磁悬浮列车路轨的寿命是80年，普通路轨有60年。此外，磁悬浮列车启动后39秒内即达到最高速度。目前的最高时速是日本磁浮火车在2003年达到的581公里/小时。
一个供电区内只能允许一辆列车运行，轨道两侧25米处有隔离网，上下两侧也有防护设备。转弯处半径达8000米，肉眼观察几乎是一条直线；最小的半径也达1300米。乘客不会有不适感。轨道全线两边50米范围内装有目前国际上最先进的隔离装置。
悬浮列车的驱动即在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变成电磁体，由于它于列车上的电磁体的相互作用，使列车开动。

上海磁悬浮目前是不支持网上买票的，所以乘客在乘车当日可在售票中心现场购买车票。

乘客在飞机落地之后可乘坐磁悬浮进入市中心，所以买票也不麻烦，购票地点：龙阳路2100号上海磁悬浮龙阳路站二楼（上海磁悬浮售票中心），或上海浦东国际机场磁悬浮列车二楼（上海浦东国际机场磁悬浮站）。

龙阳路站至浦东机场站（近白杨路，地铁2号线龙阳路站3、4号出口，983，976，大桥五线，大桥六线，申江线），首班车6:45，末班车21:40。浦东机场站至龙阳路站（上海浦东国际机场候机楼东侧，300米廊道直接连接），首班车7:02，末班车21:42。有交通—卡通的乘客可以直接刷卡进站。

上海磁悬浮列车历史沿革

2000年6月30日，上海市原市长徐匡迪和德国磁浮铁路国际公司总经理Wahl 先生在德国签署了《中华人民共和国上海市和德意志联邦共和国磁浮国际公司（TRI）共同开展上海市磁浮列车示范运营线可行性研究协议书》。

8月，上海磁浮交通发展有限公司成立；8月24日，中华人民共和国国家发展和改革委员会经中华人民共和国国务院批准，批复了上海市磁浮列车示范运营线工程项目建议书。

2001年1月；上海磁浮列车工程项目启动；3月1日，上海磁浮列车示范运营线工程举行开工仪式；9月，上海磁浮列车工程进入技术攻坚关键性阶段；11月，上海磁浮列车龙阳路站架梁成功。

2002年2月，上海磁浮列车系统设备安装全面展开；7月，上海磁浮列车进行系统调试，轨道梁制作完成；8月，上海磁浮列车首批三节车厢运抵上海；9月，首列上海磁浮列车上线参加综合调试；11月2日，上海磁浮列车示范运营线首根轨道梁起运；12月31日，上海磁浮列车示范运营线举行了通车典礼。

2003年10月11日，上海磁浮列车示范运营线开始开放运行。

2004年1月29日，上海磁浮列车示范运营线开始全天对外试运行。

2006年4月27日，上海磁浮列车示范运营线正式投入商业运营 。

2007年4月26日，上海磁浮列车示范运营线通过国家验收 。

制作磁悬浮智能鞋子的目的如下：
减震缓压，在鞋底部分，磁浮运动鞋植入了全新的磁力悬浮专利技术，能够提供良好的反d以抵抗震力与及行走时候的推动力、轻松舒适，很好地避免了对用户的关节与足部产生损伤。
脚底按摩，为提高舒适性，磁浮运动鞋利用了“同极磁石相互排斥”的原理，按照穴位的方式排列磁石，不仅更舒适，而且在日常行走的过程之中，就可以享受到专业的脚部按摩服务，呵护自己的身体健康。
防臭排气全新专利设计下，使得磁浮运动鞋在行走时，能够随着d簧的上下收缩，令外界气体与鞋子内部产生交互，既保障了鞋内的干燥舒适，也在很大程度上避免了脚臭情况的产生。

悬浮盆栽制作方法：

制作一样物品首先需要明白它的结构，分为哪几个模块。而悬浮盆栽主要就是由悬浮花盆和悬浮底座两部分组成，而悬浮花盆其实是很简单的。就是一块浮子安装在花盆的中心位置，而底座就相对是比较复杂的，在底座上面有几个比较重要的东西铁氧体、四个电感线圈、还有就是传感器、两个霍尔元件和PCB电路板。当然还有其他的电容，电阻这些部件。首先你需要有磁悬浮盆栽的电路，这个电路其实就是其他的一些悬浮产品的电路，原理都是一样的。根据电路进行焊接制作。制作完成后就可以通电进行悬浮展示与调整，并不是说安装完就可以稳定的悬浮，需要不断的进行调试，调节电流的大小从而达到调节磁场力。

磁悬浮盆栽为什么能悬浮？其实磁悬浮盆栽是一种典型的机电一体化系统，运用磁悬浮的科学手段，也就是磁路定律和磁场区域产生磁力的动力学原理，由控制器和执行器两部分而组成。

只要让磁场方向和上方的磁铁几何重心保护在一条直线上，且此时的磁力和上方的磁铁的重力相同时，即可让上方的特体悬浮在空中某一点。

磁悬浮盆栽为什么能够自转？盆栽为什么能够自转呢？是因为盆栽中的磁铁的磁场和底座上的大磁铁的磁场相互作用，形成一个碗状的势能，科学家形象地将其称为势阱。

当盆栽中的磁铁试图向右水平移动时，盆栽的转轴不再保持直立，而是跟着当地的磁力线稍稍向右倾斜。

同样，当盆栽试图向左水平移动时，盆栽的转轴跟着当地的磁力线稍稍向左倾斜，这样盆栽中的磁铁就能够跟随所处地的磁力线的方向调整自己的转轴方向，而使自己稳定悬浮自转。

悬浮盆栽的原理：

悬浮盆栽的原理并不复杂。植物中的磁石的角动量，磁场和大磁铁的磁场相互作用，形成一个碗状的势能，科学家形象地将其称为势阱。当小磁铁试图向右水平移动时，它的转轴不再保持直立，而是跟着当地的磁力线稍稍向右倾斜。同样，当它试图向左水平移动时，它的转轴跟着当地的磁力线稍稍向左倾斜，这样小磁铁就能够跟随所处地的磁力线的方向调整自己的转轴方向，而使自己稳定悬浮。

---