초등생 과학 숙제를 도와줘야 되는데..

Question

초등학생 3학년생이 학교에서 과제를 받아왔는데

자기부상 열차에 대해 저에게 물어보는데 사실 정확한 개념과 기술적 이론을 이해못해서 다소 당황스럽슥니다.

자기부상이라면 철로에 떠서 간다는 것인데 그 무거운 철 덩어리가 진짜 철로 노선에 떠서 가는지요? 만약 그렇다면 원리가 무엇인지요?

Answer 1

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

초등생에게 설명해야하니 그 수준에 맞춰 설명하면 다음과 같습니다.

자석에는 N극과 S극이 있습니다. 같은 극끼리의 자석은 밀어내고, 다른 극 끼리의 자석은 끌어당깁니다. 즉, 같은 극 끼리는 밀어내니까 철로를 N극으로 만들면서 열차도 N극으로 만들면 뜰 수 있습니다. 이게 자기 부상 열차의 원리입니다.

조금 더 나아가 초전도체라는 개념이 있습니다. 초전도체는 특정 온도 이하로 떨어지게 되면 전기 저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨게 됩니다.

즉, 초전도체라는 녀석은 N극을 가져다 대면 N극으로 변하고, S극을 가져다 대면 S극으로 변합니다. 그러면, 열차의 극이 무슨 극이든 상관없이 철로를 초전도체로 만들거나, 반대의 경우로 제작하여도 열차는 철로 위에 뜹니다.

도움이 되셨다면 추천 부탁드리겠습니다.

Answer 2

자석이 같은 극이면 반발력이 생기는 것이 자기부상 열차의 원리 입니다.

전류가 변하면 자기장이 생기는데 1초에 약 4천번 정도의 전기를 껐다 켰다해서 자기장을 만듭니다.

이 자기장으로 열차가 약간 뜨게되면

그 이후에는 리액션 플레이트와 모터로 추진력을 만들어 기차가 빠르게 이동할 수 있습니다.

Answer 3

안녕하세요. 이상현 과학전문가입니다.

자석의 같은극까리는 서로 밀어냅니다.

전류를 흘려줄때 코일형태의 전선을 흐르게 만들면 코일 주변에는 자기장이 형성됩니다.

즉, 전기에너지로 자석을 만들 수 있습니다. 이러한 것을 전자석이라고 합니다.

전류의 세기나 전기에너지 양에 따라서 자기장의 힘을 크게 만들수 있으므로, 자석구조물로 된 자기부상 열차는 레일의 강한 자기장에 의해 아무리 무거워도 공중에 떠있을 수 있게 됩니다.

감사합니다.