A levitação magnética é o processo de suspender no ar algum objeto contra a ação da gravidade utilizando campos magnéticos de ímãs permanentes, elétricos ou supercondutores. Um ímã permanente é aquele que mantém sua magnetização mesmo sem uma fonte externa de energia, como os ímãs de geladeira. Um ímã elétrico é aquele que só se torna magnético quando uma corrente elétrica passa por ele, como as bobinas. Um ímã supercondutor é aquele que tem uma resistência elétrica nula e que expulsa o campo magnético externo do seu interior, graças ao chamado Efeito Meissner.
Quando dois ímãs são aproximados um do outro, eles podem se atrair ou se repelir, dependendo da orientação dos seus polos. Se os polos são iguais (Norte com Norte ou Sul com Sul), eles se repelem. Se os polos são opostos (Norte com Sul ou Sul com Norte), eles se atraem. A força magnética entre dois ímãs depende da intensidade do campo magnético de cada um e da distância entre eles.
Para fazer um objeto levitar usando campos magnéticos, é preciso gerar uma força de repulsão suficiente para equilibrar o peso do objeto. Isso pode ser feito usando ímãs permanentes ou elétricos, mas a força obtida nesses casos não é muito grande. Por isso, os trens Maglev usam ímãs supercondutores, que são capazes de gerar campos magnéticos muito mais intensos e estáveis.
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Os trens Maglev têm ímãs supercondutores instalados na sua parte inferior, que são resfriados por nitrogênio líquido a uma temperatura de -135 ºC. Os trilhos têm ímãs permanentes alinhados em sentido oposto aos dos trens. Quando o trem se aproxima do trilho, o campo magnético externo induz uma corrente elétrica nos supercondutores, que gera um campo magnético contrário ao do trilho. Essa interação cria uma força de repulsão que faz o trem flutuar a alguns centímetros do chão.
Além de sustentar o trem no ar, os campos magnéticos também são responsáveis pela sua propulsão e estabilização. Os ímãs dos trilhos são alternados entre polos Norte e Sul, criando um campo magnético oscilante que empurra o trem na direção desejada. O trem também tem sensores que detectam a distância entre ele e o trilho e ajustam o campo magnético para manter o equilíbrio.
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Os trens Maglev têm várias vantagens em relação aos trens convencionais. Eles não sofrem atrito com os trilhos nem com o ar, o que reduz o consumo de energia e o desgaste dos materiais. Eles também são mais silenciosos e menos poluentes. Eles podem atingir velocidades muito altas, chegando a 600 km/h em alguns casos. O recorde mundial de velocidade em um trem Maglev foi de 603 km/h, alcançado pelo japonês L0 Series em 2015.
Mas os trens Maglev também têm alguns desafios e limitações. Eles são muito caros para construir e manter, pois exigem tecnologias avançadas e materiais especiais. Eles também precisam de linhas exclusivas e adaptadas para funcionar.