자기부상열차는 어떤 과학적 원리가 적용된건가요?

Question

자기 부상열차는 기존에 열차와 대비하여 어떤 과학적 원리에 차이가 있는건지 과학적으로 비교할수 있는 부분에 대해 알기 쉽게 비교하며 설명해 주세요!

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

자기부상열차는 자기 부상 원리에 기반한 기술을 사용합니다. 이 원리는 자기장 상호작용을 이용하여 열차를 지지하고 추진하는 데에 적용됩니다.

자기부상열차 시스템은 열차 아래에 놓인 특수한 자기선으로부터 생성되는 자기장을 이용합니다. 열차의 아래에는 자기장을 반대로 생성하는 자석이 장착되어 있습니다. 이렇게 자기장과 자석의 상호작용으로 열차가 부상하게 되며, 지면과의 마찰을 최소화하여 높은 속도로 움직일 수 있게 됩니다.

열차의 전진력은 전기적인 에너지로 제공되는 선형 모터를 통해 생성됩니다. 이 모터는 열차 아래에 설치된 전선을 통해 전류를 흐르게 하여 자기장을 생성하고, 이를 이용하여 열차를 전진시킵니다.

Answer 2

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

자기부상열차는 그 이름에서도 알 수 있듯 자력을 이용해 공중에 띄워서 운행하는 열차입니다.

자력 양극에서 발생하는 흡인력과 반발력을 이용해 열차를 궤도에서 1㎝ 정도 띄우고, 궤도의 리액션 플레이트와 리니어모터에 1초당 4000회 이상의 극이 바뀌는 자력을 발생시켜 추진력을 만듭니다.

즉, 1초에 4000번 이상 자력으로 발생하는 밀고 당기기가 반복되며 부상하고 추진력을 얻는 것입니다.

Answer 3

안녕하세요. 김태헌 과학전문가입니다.

자기부상열차를 띄우는 방식은 자석의 같은 극끼리 서로 잡아당기는 인력을 이용하는 흡인식과, 서로 밀어내는 척력을 이용하는 반발식이 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 이성현 과학전문가입니다.

자기부상열차는 자석의 원리를 이용하여 열차 바닥과 선로를 같은 극의 자석으로 만들어 열차가 약간 뜬 상태로 운행되도록 한 것 입니다.

이런 경우, 마찰력을 줄일 수 있으므로 기존 열차 대비 고속으로 달릴 수 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 설효훈 과학전문가입니다. 자기부상열차는 전기 자기력에 의해 레일에서 일정한 높이로 차량이 떠서(부상하여) 달 리는 열차를 말합니다. 그러니까 기존의 차량이 바퀴와 레일간 점착력의 함수로 구동하는 방식이라면 자기부상열차는 바퀴가 없는 즉, 전기자석의 N극과 S극의 흡입력 또는 반발력을(서로 밀어내는 힘) 응용하여 차량과 레일간이 떨어져 공간이 유지돤 상태로 달리는 방식으로 땅과 열차가 닿지 않는 ’나는 열차’라고 할 수 있지요. 어렵게 말하면 자력 양극의 흡인력과 반발력을 이용해 열차를 궤도에서 1㎝ 정도 띄운 상태에서 궤도의 리액션 플레이트와 리니어모터에 자력을 발생시켜 추진력을 만듭니다.

출처 : 철도산업정보센터 - 자기부상열차의 부상원리와 추진원리