磁悬浮动力学基础实验共19页文档
大学磁悬浮实验报告
大学磁悬浮实验报告实验报告大学磁悬浮实验报告一、实验目的本次实验的目的是研究磁悬浮原理以及悬浮高度与磁场大小的关系，进一步深化我们对磁场和力学的理解。
二、实验原理磁悬浮是利用了超导体和永久磁铁之间的相互作用力而实现的。
当超导体置于磁场中时，由于超导体本身特殊的电性质，从而可使磁场在超导体内不存在。
因此，超导体内的物体可以通过永久磁铁的磁场被悬浮起来。
根据悬浮高度与磁场大小的关系，我们可以通过调整磁铁磁场大小来控制物体的悬浮高度。
三、实验步骤1. 将永久磁铁放在台面上，保持水平。
2. 将超导体放在磁铁上方，调整超导体位置。
3. 均匀地撒上磁铁粉末，观察物体和磁铁之间的作用力，进一步调整物体的位置。
4. 测量物体悬浮的高度，记录数据。
5. 重复实验3-4步骤，分别记录不同磁铁大小下物体的悬浮高度。
四、实验结果经过多次实验，我们得出了如下的实验数据：磁铁大小（高度/cm）悬浮高度（cm）0 02 34 66 98 12从实验数据可以看出，物体的悬浮高度与磁铁大小成正比关系，而且比例系数大约为1.5。
五、实验结论通过本次实验，我们深入了解了磁悬浮的原理以及物体悬浮高度与磁场大小的相关性。
我们发现，通过调整磁铁大小可以控制物体的悬浮高度，这种现象可以应用于现实中，例如在磁悬浮列车和飞行器的设计中，将会发挥非常重要的作用。
六、实验感想本次实验让我深入了解了磁悬浮的原理，而且还体验了调整实验条件、记录数据和分析数据的整个过程。
在实验中，我深刻体会到了科学精神，也更加珍惜科学实验的机会，希望以后能再次参加这样有趣、实用的实验。
磁悬浮系列实验
磁悬浮系列实验学生姓名:李函 学号U3 应物1002班一、实验目的：磁悬浮是一系列技术的通称，它包括借助磁力的方法悬浮、导引、驱动和控制等。
磁悬浮的主要方式分为电磁吸引悬浮EMS ，永磁斥力悬浮PRS ，感应斥力悬浮EDS ，其基本原理源于电磁感应。
本实验要求学生用电磁感应的基本定律，研究导体在磁场中运动而导致的磁悬浮力、磁牵引力等磁悬浮现象的规律性，通过数据拟合给出经验公式，并学会灵活运用电磁感应定律进行磁悬浮的各种应用设计。
二、实验原理：楞次定律：闭合回路中的感应电流方向，总是企图使感应电流本身所产生的通过回路面积的磁通量，去反抗引起感应电流的磁通量的改变。
或者说感应电流产生的磁场总是阻碍原来的磁场的变化。
法拉第电磁感应定律：不论任何原因使通过回路面积的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势与此通量对时间的变化率成正比， 即dt d i k φε-= （式中负号，表明了感应电动势的方向，k 为比例系数，其值决定于式中各物理量所用的单位。
如果使用国际单位制，则k=1。
如果感应回路是N 匝串联，那么在磁通量的变化时，每匝线圈都将产生感应电动势，若每匝中通过的磁通量相同，则有dt N d N dt d i )(φεφ-=-= （习惯上把N φ 称为线圈的磁通量匝数。
对本实验装置，在金属铝盘与永磁体做相对运动时，产生的“磁悬浮力”和“磁牵引力”可以理解为与通过铝盘单位面积内磁通量的大小有关。
请查阅相关资料和文献写出实验原理和实验方案。
三、实验仪器：本实验的基本装置由电磁感应与磁悬浮综合实验仪、力传感器，光电传感器，步进电机、步进电机控制器、铝盘、磁悬浮测试底座和传感器支架等组成。
四、实验内容程序：参照下图装配磁悬浮测试架，调节底座的水平。
根据实验装置的结构，先思考铝盘在永磁体产生的空间磁场中运动时，电磁相互作用力的大小和方向，若要测量磁悬浮力，力传感器和永磁体应如何装配？在粗略分析永磁体在空间的磁力线分布之后，再将力传感器和永磁体安装到立住上，并锁紧螺丝。
磁悬浮实验讲义
实验6-5 电磁感应与磁悬浮力实验目的、意义和要求电磁学之所以迅速发展为物理学中的一个重要学科，在于它的强大生命力，在于它在经济生活中有丰富的回报率。
电磁感应原理不但在传统的电机工程、变压器效应、无线通讯等领域中独领风骚，在现代医学、现代交通、信息产业等领域中也有许多应用。
本实验就是要通过一些电磁感应现象的揭示，悟出其中的原理和奥妙，并研究它的现象和磁力对各种材料的影响，探讨其在现实生活中的应用和发展，这对电磁感应从理论到实际的联系，对电磁感应的成因，性质、效应和规律的理解，都有很大的收益。
黄铜的电导率和磁导率分别为σ = 1.5 ⨯ 107 (S/m) 和 μ0 = 4π ⨯ 10-7 (H/m)趋腹深度(穿透深度)为(cm) 1072.21041029.22105.122579700--⨯=⨯π⨯⨯⨯π⨯⨯==μσωδ实验前应回答的问题1.什么是电磁感应？其产生的电流、电动势和电磁场如何定义？解答通过闭合回路所包围面积的磁通量发生变化时，回路中产生电流的现象叫电磁感应。
由电磁感应产生的电动势称感生电动势，由电磁感应产生的电流称感生电流。
电磁场是一种物理场，是相互依存的电场和磁场的总称。
电流随时间变化而引起磁场，磁场随时间变化产生电场，二者互为因果，形成电磁场。
2.楞次定律说明了什么？此实验中电能可能转化为何种能量？解答是确定感生电流方向的定律，即感生电流的方向，总是使其产生的磁场阻碍原来磁场的变化。
在此实验中电能有可能转化为热能和机械能等。
3.什么叫磁力？它和安培定律有什么关系？解答磁力也称为安培力它表述通电导线在磁场中受力的情况，其公式为F ＝BIL sin a 。
a 为磁场方向与电流方向的夹角B 为磁感应强度，I 为导线中的电流，L 为导线长度。
作用力F 的方向可用左手定则确定。
此公式也可称为安培定律。
4.说明磁场强度及其对电流的关系？解答磁场强度是描写磁介质中磁场的一个辅助量。
磁介质中的磁场不仅与磁介质中的磁化电流有关，更和场源的电流有关，磁场强度定义为。
大学磁悬浮实验报告
大学磁悬浮实验报告1. 实验目的。
本实验旨在通过磁悬浮系统的搭建和调试，了解磁悬浮技术的基本原理和应用，掌握磁悬浮系统的工作原理和调试方法。
2. 实验原理。
磁悬浮技术是利用磁场对物体进行悬浮和定位的技术。
在磁悬浮系统中，通常会使用永磁体和电磁体来产生磁场，通过控制磁场的强度和方向，实现对物体的悬浮和定位。
磁悬浮系统通常包括传感器、控制器和执行器等部件，通过这些部件的协调工作，可以实现对物体的精确悬浮和定位。
3. 实验装置。
本次实验使用了磁悬浮实验装置，该装置包括永磁体、电磁体、传感器、控制器和执行器等部件。
通过这些部件的组合和调试，可以实现对物体的磁悬浮和定位。
4. 实验步骤。
（1）搭建磁悬浮系统，首先，按照实验指导书的要求，搭建磁悬浮系统的结构，包括永磁体、电磁体、传感器和执行器等部件的组装和连接。
（2）调试磁悬浮系统，接下来，对搭建好的磁悬浮系统进行调试，包括对永磁体和电磁体的磁场强度和方向进行调节，以及对传感器和执行器的连接和设置进行调试。
（3）测试磁悬浮效果，最后，对调试好的磁悬浮系统进行测试，观察和记录磁悬浮效果，包括对物体的悬浮和定位情况进行测试和分析。
5. 实验结果。
经过调试和测试，我们成功搭建和调试了磁悬浮系统，并取得了良好的磁悬浮效果。
通过实验，我们深入了解了磁悬浮技术的基本原理和应用，掌握了磁悬浮系统的工作原理和调试方法。
6. 实验总结。
通过本次实验，我们对磁悬浮技术有了更深入的了解，掌握了磁悬浮系统的搭建和调试方法，为将来的科研和工程实践奠定了基础。
同时，我们也意识到磁悬浮技术在现代工程领域的重要应用前景，对其发展和应用充满信心。
7. 实验改进。
在今后的实验中，我们可以进一步探索磁悬浮技术的应用领域，开展更深入的研究和实践，为磁悬浮技术的发展和应用做出更大的贡献。
通过本次实验，我们对磁悬浮技术有了更深入的了解，掌握了磁悬浮系统的搭建和调试方法，为将来的科研和工程实践奠定了基础。
磁悬浮实验实验报告
1. 了解磁悬浮技术的原理和基本操作。
2. 掌握磁悬浮实验的步骤和方法。
3. 通过实验，观察磁悬浮现象，分析磁悬浮系统的稳定性和悬浮高度与激磁电流的关系。
二、实验原理磁悬浮技术是利用磁力使物体悬浮在空中，避免物体与支撑面接触，从而减少摩擦和能量损耗。
实验中，通过改变激磁电流的大小，观察磁悬浮系统在不同悬浮高度下的稳定性。
三、实验器材1. 磁悬浮实验装置一套（包括磁悬浮盘、磁悬浮支架、激磁电流线圈、电源等）。
2. 测量工具（如尺子、万用表等）。
四、实验步骤1. 搭建实验装置，将磁悬浮盘放置在磁悬浮支架上，确保磁悬浮盘与支架平行。
2. 将激磁电流线圈绕在磁悬浮盘上，确保线圈与磁悬浮盘紧密贴合。
3. 连接电源，调整激磁电流的大小。
4. 观察磁悬浮盘在不同激磁电流下的悬浮状态，记录悬浮高度和激磁电流的对应关系。
5. 改变激磁电流的大小，重复步骤4，观察磁悬浮盘的悬浮状态。
五、实验结果与分析1. 观察到当激磁电流较小时，磁悬浮盘处于悬浮状态，但悬浮高度较低；随着激磁电流的增大，悬浮高度逐渐升高。
2. 当激磁电流过大时，磁悬浮盘开始接触支架，悬浮状态不稳定。
3. 通过实验数据可知，悬浮高度与激磁电流之间存在一定的关系，具体表现为：在一定范围内，激磁电流越大，悬浮高度越高。
1. 磁悬浮技术是一种利用磁力实现物体悬浮的技术，具有减少摩擦和能量损耗的优点。
2. 磁悬浮系统的稳定性与激磁电流的大小有关，在一定范围内，激磁电流越大，悬浮高度越高，系统越稳定。
3. 通过本实验，掌握了磁悬浮实验的步骤和方法，为后续研究磁悬浮技术奠定了基础。
七、实验总结本次实验成功地实现了磁悬浮现象的观察，通过实验数据的分析，得出了悬浮高度与激磁电流的关系。
在实验过程中，我们了解到磁悬浮技术的原理和应用，提高了对磁悬浮系统的认识。
同时，通过实际操作，锻炼了我们的动手能力和实验技能。
在今后的研究中，我们可以进一步探讨磁悬浮系统的优化设计，提高磁悬浮技术的稳定性和悬浮高度，为磁悬浮技术的发展和应用提供有力支持。
磁悬浮原理实验
磁悬浮原理实验（1）实验开设背景磁悬浮技术是磁性原理和控制技术综合应用的产物，经过一百多年来科学和工程技术人员的努力，这一技术被用在了很多行业，其中最典型的两大应用领域是磁悬浮列车和磁悬浮轴承，磁悬浮列车的原理就是将列车的车厢用磁力悬浮起来，由于没有接触和摩擦，所以列车可以以非常高的速度运行磁悬浮轴承（以下简称磁轴承Magnetic Bearing），是一种应用转子动力学、机械学、电工电子学、控制工程、磁性材料、测试技术、数字信号处理等综合技术，通过磁场力将转子和轴承分开，实现无接触的新型支承组件。
按照磁轴承磁力的提供方式，可分为三大类：有源磁轴承（也称为主动磁轴承Active Magnetic Bearing 简称AMB）；无源磁轴承（也称为被动磁轴承Passive Magnetic Bearing 简称PMB）；混合磁轴承（永磁偏置）（Hybrid Magnetic Bearing 简称HMB）；目前磁轴承被用在了超高速超精密加工机床用的磁轴承主轴，其高速、高精度、高效、低能耗的优良性能引起了各国专家的广泛关注、其次磁悬浮轴承在离心压缩机、分子涡流泵、汽轮发动机等大型设备上也得到了成功的应用。
在航空航天领域，60年代初美国德雷伯实验室首先在空间制导和惯性轮上成功地使用了磁轴承；法国军事科学研究实验室于1972年将磁轴承用于卫星导航的惯性轮上；1983年11月搭载于美国航天飞机的欧洲空间仓内安装了采用磁浮轴承的真空泵；最近几年，美国对磁轴承在发动机上应用的可行性作了系统的研究，研究的结果表明：使用磁浮轴承可以将发动机的重量减轻15％并将其效率提高5％左右。
美国《航空周刊》1994年11月报道：美国普惠公司在计划研究的XTC－65发动机的核心机中使用了磁轴承，其验证机已通过了100小时的试验。
(2) 实验介绍在机械设计课程机电一体化设计一章中，以磁悬浮轴承设计及其应用作为了教学实例。
其中介绍了磁悬浮原理，磁悬浮轴承结构，承载力计算以及磁悬浮轴承的控制等。
磁悬浮实验报告范文
磁悬浮实验报告范文一、实验目的：1.理解磁悬浮原理和应用。
2.掌握磁悬浮实验装置的组装和调试。
3.通过实验观察和分析磁悬浮参数对悬浮稳定性的影响。
二、实验装置：1.磁悬浮装置主要由磁悬浮底座、磁悬浮转子、电磁铁组成。
2.磁悬浮转子由磁悬浮轴承和转子组成。
3.电磁铁通过调节电流来产生磁场控制磁悬浮装置。
三、实验步骤：1.组装磁悬浮装置：根据实验指导书的要求，依次将磁悬浮底座、磁悬浮轴承和磁悬浮转子组装好。
2.调试磁悬浮装置：调节电流控制磁悬浮装置，使转子在悬浮高度合理范围内稳定运行。
3.改变磁悬浮参数：调节电流、转子质量等参数，观察转子悬浮稳定性的变化。
4.记录实验数据：记录各组合参数下的转子悬浮高度、稳定性等数据。
四、实验结果：根据实验数据，我们可以得到以下结论：1.当电流增大时，磁悬浮力增大，转子悬浮高度增加。
当电流过大时，磁悬浮力会超过转子重力，造成悬浮过高，不稳定。
2.当转子质量增大时，转子悬浮高度减小。
由于重力增大，需要更大的磁悬浮力才能使转子悬浮。
3.当电流和转子质量都很小时，磁悬浮力较小，转子容易接触到磁悬浮底座，导致悬浮不稳定。
五、实验分析：1.实验结果与理论相符。
根据磁悬浮原理，电流和转子质量是影响磁悬浮力的重要因素，实验结果也验证了这一点。
2.实验中可能存在的误差。
由于实验条件的限制，实际实验中可能存在一些误差，例如磁悬浮装置的制作和调试不够精确等。
3.实验的应用前景。
磁悬浮技术在交通运输、精密仪器等领域具有广阔的应用前景，通过实验我们深入了解了磁悬浮的原理和参数对悬浮稳定性的影响，为今后进一步研究和应用磁悬浮技术打下了基础。
六、实验总结：通过本次实验，我们深入掌握了磁悬浮原理和应用，并通过实验观察和分析了磁悬浮参数对悬浮稳定性的影响。
实验结果与理论相符，为今后更深入地研究和应用磁悬浮技术提供了基础。
同时，我们也明确了实验中可能存在的误差和不足之处，需要进一步完善实验装置和调试方法。
大学磁悬浮实验报告
1. 了解磁悬浮列车的原理和结构。
2. 通过实验演示磁悬浮现象，验证超导体对永磁体的排斥作用。
3. 掌握磁悬浮列车的运行机制和影响因素。
二、实验原理磁悬浮列车利用超导体在低温下的特性，实现列车与轨道之间的无接触悬浮。
当超导体冷却至一定温度时，其电阻降为零，形成超导态。
此时，超导体内的电流产生强大的磁场，与轨道上的永磁体相互作用，产生排斥力，使列车悬浮于轨道之上。
三、实验器材1. 超导磁悬浮列车演示仪（含磁导轨支架、磁导轨）2. 高温超导体（含Ag的YBacuo系高温超导体）3. 液氮四、实验步骤1. 将超导磁悬浮列车演示仪放置在平稳的工作台上。
2. 使用液氮将高温超导体冷却至临界温度（约90K）。
3. 将冷却后的高温超导体放置在磁导轨上，确保其与轨道平行。
4. 打开电源，使磁导轨产生磁场。
5. 观察高温超导体在磁场中的悬浮状态。
五、实验结果与分析1. 当高温超导体冷却至临界温度时，其在磁场中悬浮，证实了超导体对永磁体的排斥作用。
2. 通过调整磁导轨的磁场强度，可以观察到悬浮高度的变化。
当磁场强度增大时，悬浮高度也随之增大。
3. 实验过程中，高温超导体在磁场中的悬浮稳定性较好，但受到外界温度、磁场强度等因素的影响。
1. 磁悬浮列车利用超导体在低温下的特性，实现列车与轨道之间的无接触悬浮。
2. 超导体对永磁体的排斥作用是实现磁悬浮的关键因素。
3. 磁悬浮列车的悬浮高度和稳定性受到外界因素的影响。
七、实验注意事项1. 实验过程中，操作人员需穿戴防护用品，如手套、护目镜等。
2. 使用液氮时，注意防止泄漏和低温冻伤。
3. 调整磁导轨磁场强度时，需缓慢进行，避免对高温超导体造成损伤。
八、思考题1. 磁悬浮列车在实际应用中，如何解决高温超导体冷却问题？2. 磁悬浮列车在高速运行时，如何保证其稳定性和安全性？3. 除了磁悬浮技术，还有哪些新型高速轨道交通技术？九、实验总结本次磁悬浮实验成功演示了超导体对永磁体的排斥作用，验证了磁悬浮列车的原理。