Tại sao đoàn tàu chạy trên đệm từ có thể "bay" lên được?

Trong các kiểu đoàn tàu kỹ thuật cao, đoàn tàu chạy trên đệm từ có thể là một loại phương tiện giao thông lý tưởng nhất. Loại tàu này khi vận hành khác với các tàu khác không chạy bám vào đường ray, mà theo hình thức nổi, bay là là trên mặt đường ray. Nó không những có tốc độ nhanh mà còn an toàn, ổn định, không rung động, không ô nhiễm và tiết kiệm nguồn năng lượng.

Vậy thì, đoàn tàu trên đệm từ đã "bay" như thế nào? Điều này phải dựa vào công nghệ siêu dẫn mới.

Năm 1911, một nhà vật lý Hà Lan đã làm một thí nghiệm sau: ông làm lạnh thủy ngân đến -40oC, khiến cho nó đóng băng thành một sợi dây, và cho dòng điện chạy qua. Khi nhiệt độ xuống đến -268,9oC, ông phát hiện điện trở trong thủy ngân đột nhiên mất đi. Về sau mọi người gọi hiện tượng điện trở đột nhiên mất đi đó là hiện tượng "siêu dẫn".

Qua nghiên cứu sâu hơn người ta phát hiện: Các vật chất ở trạng thái siêu dẫn có hai đặc tính cơ bản là có tính dẫn điện hoàn toàn và tính kháng từ hoàn toàn. Tính kháng từ hoàn toàn của chất siêu dẫn sẽ sinh ra một sức đẩy lên trên đối với thanh nam châm, đủ để triệt tiêu trọng lượng rơi xuống của thanh nam châm; thế là thanh nam châm sẽ nổi lơ lửng trên không. Đoàn tàu chạy trên đệm từ chính là lợi dụng nguyên lý đẩy nhau của hai từ cực cùng tên, lắp một khối từ siêu dẫn ở dưới gầm đoàn tàu, cho dòng điện kích thích chạy liên tục trong cuộn dây của nó, sản sinh ra một từ trường rất mạnh, lại rải liên tục lên đường ray tấm mỏng liên tục dẫn điện tốt. Khi dòng điện chạy qua vật siêu dẫn, sản sinh ra từ trường, hình thành một lực đẩy xuống dưới, khi lực đẩy cân bằng với trọng lực của đoàn tàu, thì đoàn tàu sẽ nổi lơ lửng trên đường ray với một độ cao nhất định.

Thông qua việc thay đổi cường độ dòng điện để khống chế cường độ từ trường, có thể điều chỉnh được độ cao nổi lên của đoàn tàu. Loại đoàn tàu nổi này vì giữa toa xe và đường ray không có sự tiếp xúc ma sát cơ giới, cho nên khi chạy không bị rung động, không ô nhiễm, cũng không bị trật ray, hơn nữa vì lực cản ma sát nhỏ nên tốc độ chạy tàu có thể nâng cao rất nhiều.

Ở đoàn tàu này có đủ các kỹ thuật cao hiện đại như máy tính, cảm ứng vi điện tử, điều khiển tự động, v.v. tất cả các khâu như nâng lên khỏi đường ray, khởi động, tăng tốc, chạy vào cua, giảm tốc, dừng tàu, hạ tàu xuống, v.v. đều thực hiện điều khiển tự động một cách chuẩn xác không có sai sót gì, đồng thời cũng rất an toàn. Hiện nay, tốc độ của đoàn tàu siêu dẫn đã đạt đến 500 km/giờ trở lên. Trong ứng dụng thực tế, tốc độ của nó có thể chia ra tốc độ thấp, tốc độ trung bình và tốc độ cao. Tốc độ thấp thường là dưới 125 km/giờ, dùng cho giao thông công cộng trong thành phố; tốc độ trung bình vào khoảng 250 km/giờ; dùng cho giao thông ở ngoại thành, tốc độ cao vào khoảng 500 km/giờ dùng cho giao thông giữa các thành phố.

Tháng 3 năm 1994, Chính phủ Đức quyết định xây dựng đường sắt đệm từ cao tốc đầu tiên trên thế giới nối liền giữa Béclin và Hămbua. Đoàn tàu đệm từ siêu dẫn MLX01 của Nhật Bản đã thử nghiệm thành công và sáng tạo kỷ lục mới của thế giới với tốc độ 531 km/giờ. Đường tàu đệm từ tốc độ thấp đầu tiên của Trung Quốc được xây dựng vào tháng 12/1997 ở thành phố Đô Giang Yến thuộc tỉnh Tứ Xuyên.

Vì sao con “mã” lại có thể đi đến vị trí bất kì trên bàn cờ tướng?

Trong bàn cờ tướng Trung Quốc con “mã” đi theo quy tắc là nhảy đến đỉnh đối diện của chữ nhật. Liệu con “mã” có thể đi đến vị trí bất kì trên bàn cờ...

Vì sao với các bạn cùng lớp, số người có cùng ngày sinh nhật rất lớn?

Không biết các bạn có nhận thấy trong cùng một lớp, số người có cùng ngày sinh nhật quả là nhiều. Nếu không tin bạn thử làm một phép thống kê.

Vì sao kim loại lại biến thành thủy tinh kim loại?

Ta biết rằng thủy tinh và kim loại là hai loại vật liệu khác nhau. Nhưng ngày xưa đã xuất hiện một trạng thái mới của kim loại đó là trạng thái thủy...

Vì sao thung lũng sông Yalupuzeng có nguồn địa nhiệt phong phú?

Sông Yalupuzeng đẹp đẽ chảy qua giữa hai ngọn núi Hymalaya và Wangtixơ. Đó là một vùng thung lũng rộng và bằng phẳng, nhưng dưới chân nó rất không yên...

Tại sao hoa Ngu Mỹ Nhân được coi là tuyệt sắc giai nhân?

Ngu Mỹ Nhân là thảo mộc sống 1 2 năm, thân thẳng, phân cành tơ nhỏ, thân cao 30 - 90 cm. Lá hỗ sinh, mùa hè nở hoa, hoa bao hình vát tròn, mọc đơn ở...

Độc tố bệnh AIDS hủy hoại hệ thống miễn dịch của cơ thể như thế nào?

Hung thủ gây nên bệnh AIDS là virus Human immunodeíiciency virus, gọi tắt là HIV. Độc tố bệnh này vô cùng nhỏ, đầu mũi kim có thể chứa được mười sáu...

Cá ngủ bằng cách nào?

Bình thường các loài cá sống mà chúng ta nhìn thấy hầu như đều đang bơi lội tung tăng. Cho dù có cá biệt, loài cá tĩnh tại ở một chỗ cũng có thể nhìn thấy vây và mang của nó đang hoạt động có quy tắc.

Vì sao xảy ra sự kiện sương mù ở thành phố Los Angeles?

Los Angeles là thành phố lớn thứ ba của Mỹ. Từ những năm 40 của thế kỉ XX, thành phố này đã có 2,5 triệu ô tô.

Vì sao ion âm lại có lợi cho sức khoẻ?

Người ta đã biết hiện tượng không khí tích điện tử rất sớm, nhưng phải sau đó rất lâu người ta mới phát hiện ion tích điện âm có liên quan mật thiết...