2021年6月10日
今日の注目
今日は電車、新幹線、モノレールの仕組みについてです！
3分で読める本記事の構成は以下の通りです。
電車がはしる仕組み
電力を利用するためには、2つ穴コンセントように電気の入口と出口から電気のプラスとマイナスを往復させる必要があります。電気は強い方から弱い方へと流れる性質があるんですね。
電車の場合、電車の上にある電線と線路のレールのあいだを電流が行き来することで、車輪につながっているモーターを動かして電車を走らせます。
発電所から高圧の電気が電線を通って送られ、それでモーターが動き、線路のレールから電気を変電所に返しているんですね。
電力を利用しているので、燃料を補充しなくても長い距離を走ることができます。
地下鉄がはしる仕組み
トンネルの中にある地下鉄は、電線を引くことができない場合があります。
その際には、線路のレールに送電専用のレールを加えて電気の流れを作ります。しかし、この欠点として発電所からの電気は高圧であるため、人が線路に踏み入ってしまうと感電してしまうことです。そのため、地下鉄の線路には電線よりは低い電圧が使われているんですね。
新幹線の特徴
新幹線も電車と同じ仕組みで走りますが、速度を上げるために強力なモーターを装備していたり、空気抵抗を低くする車体になっています。
また、安全性を確保するために新幹線の線路は、踏切や急カーブがないように作られているんですね。
鉄道というように、新幹線や在来線は車輪もレールも鉄でできていて、自動車のようなゴムタイヤに比べて摩擦が少なく、小さい動力で重いものを速く運べます。
モノレールの仕組み
一方、ゴムタイヤを使って走るのがモノレールです。
モノレールは1本のレールの横に電線を敷いて、そこからモーターに電力を流して走ります。ゴムタイヤは鉄輪ほど重い物を支えられず、摩擦も大きいためエネルギー効率は悪いですが、都市の狭い環境で、騒音を出さずに急勾配で加減速したりできます。
しかし、比較的新しいモノレールは技術が発展途上で、特許をめぐる価格競争などが普及を拒んでいる部分があるんですね。そのため、特許に邪魔されずに済むよう、「ゆりかもめ」などの「新交通システム」という新しい技術に応用して普及を図っています。
「ゆりかもめ」は1つの車両にタイヤを4つ付けて、高速道路のような路線を走る仕組みになっているんですね。
参考
乗り物ニュース、日本モノレール協会、power academy、日立、秋田県立大学
