11주차 자기부상열차의 원리 장단점

소개

도구와 기계 원리 11주차 보고서 자기부상열차의 원리 및 장단점입니다.
과제점수 20점 만점 받은 학생의 자료입니다.

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본문내용

자기부상열차 [磁氣浮上列車, magnetic levitation train] - 자기력을 이용해 차량을 선로 위에 부상시켜 움직이는 열차. 선로와의 접촉이 없어 소음과 진동이 매우 적고 고속도를 유지할 수 있다. 현재 독일, 일본, 중국에서 운영되고 있다.

20세기가 발견한 가장 신기한 현상 중에 하나가 초전도(superconductivity) 현상이다. 초전도 현상이란 금속의 온도를 0도K(K는 절대온도의 단위로 켈빈Kelvin의 약자. 0도K=영하 273도C) 가까이 내렸을 때 전기저항이 완전히 사라지는 현상이다.
초전도체 하면 자기부상열차가 떠오르는 것도 이 때문이다. 자기부상열차의 기본 원리는 열차와 선로의 자기적인 반발력으로 열차를 공중에 띄워 추진력을 얻는다는 것이다. 열차와 선로에 모두 자석을 깔면 좋겠지만 선로의 전 구간에 자석을 깔면 그만큼 비용이 커진다. 그래서 보통 열차 바닥에만 자석을 깔고 선로에는 도체를 설치한다. 도체 주변에서 자기장이 시간에 따라 바뀌면 전자기 유도현상에 의해 도체에는 유도전류가 생긴다. 이 때 유도전류가 주변에 다시 자기장을 형성하는데, 이렇게 유도된 자기장은 열차 바닥의 자석을 밀어낸다. 따라서 열차 바닥의 자석과 선로에서 유도된 자기장이 충분히 크면 열차를 공중 부양시킬 수 있다. 보통의 전자석은 전력손실 때문에 큰 자기장을 만들기 어렵다. 육중한 열차를 들어 올리려면 초전도 자석이 안성맞춤이다.

참고자료

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