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電車走行のしくみ

 鉄道に用いられる車両は、かつては蒸気機関車だとか、ディーゼル機関車だとか、いろいろあったのですが、現在はほとんどが電気車です。その電車のなかにも、モノレールだとか、リニアモーターカーだとか、路面電車だとかいろいろあるわけですが、鉄道の広域ネットワークを高速で走る車両といえば、いわゆる2本のレールをまたいで走る電車ですね。
 電車といえば、屋根にパンタグラフという集電装置が付いてて、電線に流れている電気エネルギーを吸い取ってそれでモーターを回して走っています。地下鉄なんかは線路付近に電気を流すための第3のレールがあってそこから電気の供給を受ける方法を採用している場合が多いです。いずれにしても、動力装置へのエネルギー供給は常時行なわれているので、自動車みたいにガス欠になったりしません。ただ、電線(正しくは架線)が停電しちまうと、電車は一斉に止まっちまいます。
 なんだか、誰でも知ってるようなことを、もっともらしく語ってしまったぞ。んじゃ、いくらかは専門的なことを。架線に流れる電気は一般的に1500ボルトとかの高圧になってます。新幹線は2万ボルト以上です。家庭用電気の100ボルトよりもいささか高いですが、高圧の方が変圧ロスが少なくて省エネ的なんですよ。みなさんのご家庭でも1500ボルトとか使うと電気代が節約できるですよ。ただしコンセントとかがかなりデンジャラスなことになりますけどね。
 それでも、8両編成で200トンから300トンとかになる電車を動かすには、なかなかすごめな電力が必要なので、ご家庭の電気代なんか瞬殺って感じなんですけどね。電車は自動車よりエコロジーとか言われますが、電車を動かすだけの電気を作るために発電所はすさまじいCO2を吐き出したり、核燃料廃棄物を発生したりします。ああ、ここだけの話しですよ。ちなみに工業電力は使用電力単価が破格の安さになっています。これもここだけの話しですよ。ただ、鉄道会社がご家庭並みの単価で電気代払ってたら、鉄道の運賃は高騰しちまいます。

 1つの編成が300トンとかの電車が、ひとたび走り出すと、すごい惰力が発生します。惰力というのは、物体が惰性で進み続ける力ですね。だからひとたび走り出した電車を止めるには大変なパワーを必要とします。たとえば時速100キロで走っている電車は急ブレーキをかけても400メートルくらい走り続けます。8両編成の電車には合計64個のタイヤが付いてて、その方々が全員で頑張って全力でブレーキしてもおいそれとは止まらないんですね。目の前に危険が生じて、運転士がブレーキ操作をしても電車はなかなか止まろうとしません。「この電車ほんとに止まるのか?」と心配になるほど元気よく走り続けます。
 ブレーキをかけずにほうっておくと、時速100で走っている電車は徐々に速度を落しながら、10キロ以上は機嫌よく走り続けます。登り勾配とかがあればそうはいきませんけど。なので、駅を出発して100キロまで加速させると、数キロ先の駅までなら、そのまま惰性で走ります。電車の走行中のプロセスは、最初だけ加速してあとは大半が惰性走行なのです。経済的ですね。

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