지하철 동력, 팬터그래프 원리, 전기철도 전기방식에 대한 이해 총 정리

지하철은 우리 일상에서 빠질 수 없는 교통 수단 중 하나입니다. 많은 사람들이 지하철을 이용하지만, 지하철이 어떻게 움직이는지, 어떤 원리로 전기를 공급받는지, 그리고 팬터그래프는 무엇인지에 대해 잘 알지 못하는 경우가 많습니다. 이 글에서는 지하철 동력, 팬터그래프 원리, 그리고 전기철도 전기방식에 대해 쉽게 설명하겠습니다.

 

 

지하철 동력

동력원의 종류

지하철의 동력은 대체로 전기를 사용합니다. 전기는 전동기를 통해 기계적 에너지로 변환되어 지하철을 움직입니다. 전동기는 전류를 받아 회전력을 생성하는 장치로, 이 회전력이 바퀴와 연결되어 지하철을 앞으로 밀어줍니다.

전동기의 작동 원리

전동기 내부에는 자석과 코일이 있습니다. 전류가 코일을 통과하면 자기장이 생성되고, 이 자기장이 자석과 상호작용하여 회전력을 발생시킵니다. 이 회전력이 기어 박스를 통해 바퀴에 전달되고, 지하철은 움직이게 됩니다.

에너지 효율성

지하철은 대중교통 수단 중 하나로, 에너지 효율성이 중요합니다. 회생제동이라는 기술을 사용하여, 제동 시 발생하는 에너지를 다시 전기에너지로 회수하는 시스템이 많이 적용되고 있습니다.

 

 

팬터그래프 원리

팬터그래프란?

팬터그래프는 지하철이나 기차가 전기를 받아들이는 장치입니다. 이 장치는 지하철의 지붕에 설치되어 있으며, 전력선과 접촉하여 전기를 공급받습니다.

작동 원리

팬터그래프는 스프링 메커니즘을 사용하여 전력선에 닿게 됩니다. 전력선과 팬터그래프 사이에는 작은 차압이 발생하며, 이 차압을 통해 전기가 전달됩니다. 이렇게 전달된 전기는 전동기로 전달되어 지하철을 움직이게 합니다.

안전성

팬터그래프와 전력선 사이에는 절연체가 존재하여, 불필요한 전기 누설이나 단락을 방지합니다. 또한, 팬터그래프는 지하철이 정지할 때 자동으로 내려가는 기능이 있어, 안전성을 높이고 있습니다.

 

 

전기철도 전기방식

직류와 교류

지하철은 전기를 사용하는데, 이 전기는 직류(DC) 또는 교류(AC) 중 하나를 사용합니다. 직류는 전류가 한 방향으로만 흐르는 전기, 교류는 전류가 주기적으로 방향을 바꾸는 전기입니다.

전력 공급 방식

전기는 변압기를 통해 적절한 전압으로 변환된 후 지하철에 공급됩니다. 변압기는 높은 전압의 전기를 낮은 전압으로, 또는 그 반대로 변환하는 장치입니다.

에너지 저장

지하철은 에너지 저장 장치를 통해 일시적으로 전기를 저장할 수 있습니다. 이는 지하철이 정지하거나 급제동을 할 때, 또는 전력 공급이 불안정할 때 유용합니다.

 

 

요약

지하철은 복잡한 기술과 원리로 움직이고 있습니다. 지하철 동력은 전동기를 통해 전기를 기계적 에너지로 변환하여 지하철을 움직입니다. 팬터그래프 원리는 전력선과 접촉하여 전기를 공급받는 방식으로 작동하며, 전기철도 전기방식은 직류나 교류를 사용하여 전기를 공급받습니다. 이러한 원리와 기술은 지하철이 안전하고 효율적으로 운행되게 만듭니다.