자기부상열차는 어떤 원리로 부양하는 것인지요?

Question

최근 우리나라 연구진이 상온에서 부양하는 초전도체를 발견했다는 기사를 보았습니다. 그런데, 자기부상열차도 상온에서 뜨게 되는데 자기부상열차는 초전도 원리로 뜨는것이 아닌지요?

Answer 1

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

자기부상열차는 자기 부상원리를 이용하여 부양합니다. 이 원리에는 둥근 자석을 사용하여 열차와 레일 사이에 반발력을 생성하는 것이 핵심입니다.

자기부상열차 시스템은 열차 아래에 설치된 전자장 생성 장치와 레일에 설치된 자석 간의 상호작용에 의해 작동합니다. 열차의 아래에는 전자장을 생성하는 마그네트가 있으며, 레일에는 자석이 장착되어 있습니다.

열차가 움직이면, 마그네트에서 생성된 전자장은 레일의 자석과 상호작용합니다. 이 상호작용에 의해 열차는 레일에서 일정한 거리를 유지하면서 움직이게 됩니다. 자석 간의 반발력을 이용하여 열차를 부양시키는 것이죠.

Answer 2

안녕하세요. 김두환 과학전문가입니다.

자기부상열차는 자기력에 의한 반발력을 이용하였습니다. 자기력은 같은 극을 띠면 서로 밀어내는데, 이 밀어내는 척력을 이용하 열차를 띠워 지면과의 마찰력을 없애서 운행합니다. 이때 자석을 사용할 수도 있지만 전자석을 사용할 수도 있습니다. 전자석은 도선이나 코일에 전류를 흘려줌으로써, 전류가 흐를때 자기장이 발생하는 현상을 이용하여 만든 자석입니다. 이를 이용하여도 자기 반발력을 낼 수 있죠.

또한 초전도체로도 가능합니다.

초전도체는 특정 온도이하로 떨어지게 되면 전기저항이 0이 되며, 저항에 의한 열이 없어 전력 손실이 최소화 됩니다. 또한, 자기장의 차단하는 특징(마이스너 효과)이 있어 자석을 가져다 대면 자석이 뜨는 특징을 가지고 있습니다. 마이스너 효과를 이용해 열차를 띄워 마찰을 없애 아주 빠른 속력으로 운행이 가능하죠.

Answer 3

자기부상열차는 자기 부상 원리를 이용하여 부양하는 형태의 철도 차량입니다. 이 원리는 전자기력을 활용하여 차량과 철도 사이에 발생하는 반발력을 이용하여 차량을 부상시키는 방식입니다. 다른 말로 자기 부상 원리는 반발 원리, 자기적 반발, 마그리브 원리 등으로도 알려져 있습니다.

자기부상열차는 아래의 원리를 활용하여 부양합니다:

1. 자기 부상 (Magnetic Levitation): 차량 아래에 설치된 전자기장을 이용하여 자기 부상을 발생시킵니다. 이때, 차량과 철도 사이에 반발하는 힘을 이용하여 차량을 일정 높이로 부상시킵니다.

2. 자기 제어 시스템: 차량과 철도 사이의 간격을 제어하는 자기 제어 시스템이 있습니다. 이 시스템은 차량과 철도 사이의 거리를 감지하고, 거리를 유지하기 위해 자기력을 조절하여 부양 높이를 조절합니다.

3. 진동 감소: 자기부상열차는 부상하면서 진동을 최소화하여 안정성을 유지합니다. 이를 위해 별도의 안정화 시스템이나 기술을 사용합니다.

자기부상열차는 이러한 원리를 활용하여 지상과의 마찰을 최소화하고, 높은 속도와 효율성을 갖는 혁신적인 철도 교통수단으로 개발되고 있습니다. 이러한 기술을 통해 더 빠르고 안전한 철도 운송이 가능해지며, 미래의 교통 시스템에 큰 기여를 할 것으로 기대됩니다.