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電気の基礎【電車はなぜ走る？】
電車はパンタグラフのプラス極から線路のマイナス極(アース）に電気が流れると思います。(1)通常電気回路は１つのループにならないと電気が流れないと思いますがこの場合はループになっているのでしょうか？(2)ループでないとするとなぜ電気が流れるのか？(3)ループだとすると電線の距離が長いので抵抗もかなり大きいと思うので損失が大きすぎるのでは？ ちなみに稲妻はループでなくても電気が流れる事は解ります。 わかる方教えて下さい。
- impala1958
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- 物理学
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- tance
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- shintaro-2
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- Tacosan
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レールと変電所ももちろんつながっています. というより, つながないと (特に直流では) 大変なことになります. なお, #2 のところの 「１台で発電とモータ駆動両方すればよいような気もしますが。。」 の「1台」というのは「何が」 1台, なのでしょうか?
お礼
どんな大変な事が起こるのでしょうか？
- v6arxzmd
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(1)(2)ループになっています。 発電所→架線や変電所などいろいろ→電車→レール→地球 このようなループと思ってください。 ループがつながっていないように見えますが、地球と発電所はどちらも0Vですので、ループが成立します。 実際はこのような単純なものではありませんが、イメージはこのようなものです。 (3)確かに電線でのロスはありますが、現在の技術ですとある程度の規模以上になると、一か所で発電を行ってそれを送電する方が効率がいいのです。 また損失が大きくなりすぎないように、発電所から変電所までは高電圧で送り、変電所で低電圧、高電流に変換しています。 http://www.fepc.or.jp/learn/souden/keiro/index.html ここが参考になると思われます。
お礼
レール（アース）と変電所のアースはつながっているのですか？ ０Vだからつながってなくても大丈夫なのでしょうか？
- Tacosan
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- tance
- ベストアンサー率57% (402/704)
発電所～変電所～架線～パンタグラフ～電車内部の回路～モータ～ 車輪～レール～変電所～発電所 というループができて電流が流れるのです。（整流の部分は省略） 電車以外でも、一般家庭の電気でも遠く発電所からのループで電流は 流れています。 途中の線の抵抗でのロスは相当あるはずですが、それをちょっとでも 減らそうとして高い電圧で送電しています。電圧が高いと少ない電流で 同じパワーを得ることができるため、線の抵抗が同じなら電流の 少ない方が損失が少ないからです。（電流が半分になると損失は1/4 になる） 多くの私鉄は1,500V、新幹線は2,500V（交流）で送電しています。 都市部などでは発電所だけが電気の元ではないケースがあります。 同一線路に多数の電車が走っている場合は、 電車のモータ～電車内の回路～パンタグラフ～架線～他の電車のパンタ グラフ～その電車内の回路～その電車のモータ～その電車の車輪～ レール～最初の電車の車輪～最初の電車のモータ というループです。つまり、他の電車がモータを発電機代わりにして 発電することで架線に電気を戻しているわけです。これでループは 短くなり、発電所の負担も減ります。これはもともとエコを目的に 考えられたシステムです。 いわゆる鉄塔線は長いのでもっと高い電圧 500,000Vなんていう高圧で 送電しているところもあります。
お礼
回答ありがとうございます。１台で発電とモータ駆動両方すればよいような気もしますが。。
- nature345
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お礼
絶縁して特定の距離でループしているということですね。