고속전철 KTX의 운행원리는 무엇일까요?

Question

예전에는 부산에서 서울까지

기차로 이동을 하려면 시간계획을

넉넉하게 잡아야했지만

지금은 왠만한 업무는 부산과 서울을

하루만에 오가며 할수가 있습니다.

이렇게 빠른 이동수단인 ktx의

운행원리는 뭘까요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

고속전철 KTX의 운행원리는 전기와 자력의 상호작용 원리를 이용한 전동차의 원리와 비슷합니다. KTX는 전동차로 구성되어 있으며, 전동차에는 전기 모터와 제동 장치, 그리고 전기 제어장치 등이 장착되어 있습니다.

KTX는 전기 모터를 이용하여 직접적으로 구동력을 발생시킵니다. 전기 모터는 전원으로부터 전기를 공급받아 회전하는 자석과 고정자의 상호작용을 통해 움직이는 원리를 이용합니다. KTX는 이러한 원리를 이용하여 전동차의 휠에 힘을 전달하고, 빠르게 움직이는 차량을 안정적으로 제어할 수 있습니다.

또한, KTX는 전력을 효율적으로 사용하기 위해 제동 에너지 회수 시스템을 도입하여 전기 에너지를 회수하여 재사용합니다. 이를 통해 전체적인 효율을 높이고, 에너지를 보다 효율적으로 사용하고 있습니다.

KTX는 또한 전기 제어장치를 통해 차량의 운전을 제어합니다. 전기 제어장치는 전동차의 속도, 가속도, 제동력 등을 제어하며, 이를 통해 안전하게 운행할 수 있도록 합니다.

이러한 원리를 이용하여 KTX는 빠른 속도와 안정적인 운행을 실현하고 있으며, 교통 분야에서 매우 중요한 역할을 하고 있습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

KTX는 전철처럼 전기를 동력으로 운행합니다.

KTX가 300km 이상 고속으로 운행할 수 있는 까닭은 힘의 원천인 견인 전동기 12개(한개당 1,130kw짜리로 총 13,560kw 약 18,200마력), 공기저항을 줄이기 위해 유선형으로 설계, 300m짜리 긴 레일을 연속용접레일로 만드는 등 안전하고 빠르게 고속으로 주행할 수 있도록 설계했기 때문입니다.

Answer 3

안녕하세요. 정철 과학전문가입니다.

KTX의 운행원리는 크게 전동, 브레이크, 제어, 신호, 구조 등의 시스템으로 이루어져 있습니다.

전동 시스템

KTX는 고성능의 전기 모터를 사용하여 구동됩니다. 이 전기 모터는 직류 전동기로 구성되어 있으며, 전기 역학적 방식으로 회전력을 생성합니다. 전기 모터는 KTX 전동차의 바퀴에 직접 연결되어 있으며, 직접적으로 구동력을 전달합니다.

브레이크 시스템

KTX는 전자식 브레이크를 사용하여 속도를 조절합니다. 이 브레이크는 전기적 신호를 통해 제동력을 제어합니다. 또한, 공기압 제동장치도 함께 장착되어 있어, 비상 상황에서 차량을 급제동할 수 있습니다.

제어 시스템

KTX의 제어 시스템은 미세한 변화에도 빠르게 대응할 수 있는 자동 제어 시스템입니다. 이 시스템은 전력, 제동, 전진, 후진 등을 제어합니다.

신호 시스템

KTX는 구간 신호기를 통해 구간별로 운행 상태를 전달받습니다. 이 신호 시스템은 전기 신호로 동작하며, 안전한 운행을 위해 각 구간에서 적절한 신호가 제공됩니다.

구조 시스템

KTX는 고속 운행을 위해 설계된 구조 시스템을 갖추고 있습니다. 이 시스템은 고속 운행 중에 발생할 수 있는 진동, 충격 등을 흡수하여 안전한 운행을 유지합니다. 또한, 안전성을 보장하기 위해 강화된 레일과 전기 절연체 등도 사용됩니다.

Answer 4

안녕하세요. 박병윤 과학전문가입니다.

ktx는 기차바퀴가 선로에 붙어서 달리지만 마찰력이 최소화 될수 있는 기술이 적용되어 있답니다.

→ 애초 해당열차는 고압전류를 동력으로 빠른 제동력을 갖추도록 설계되었습니다.

중간에 서는역도 다른열차들보다 수가 적은것도 하나의 이유입니다.

Answer 5

안녕하세요. 김학영 과학전문가입니다. KTX는 교류 25,000 볼트의 전기 공급 체계를 이용하여 작동합니다. 전기 엔진을 사용하여 속도를 유지하고, 이 엔진은 차량의 바퀴를 구동하기 위한 전기 모터를 구동합니다.

또한 KTX는 지상파 단말기를 이용하여 높은 수준의 안전성을 제공합니다. 전장 제어장치를 통해 노선 상의 각 열차의 위치를 정확히 파악하고, 충돌 방지 시스템이 작동하여 안전한 운행을 보장합니다.

KTX는 또한 고속도로 위에 위치한 일부 구간을 통해 운행되므로, 도로 교통 체증을 피할 수 있습니다. KTX의 운행 원리는 고속 철도 시스템으로, 전기 열차를 이용하여 고속 운행을 가능케 합니다.