No.7
- 回答日時:
tanceです。
発電と消費を同じ電車が行うということはあり得ません。他の回答者の
かたがすでに回答されていますが、発電はブレーキ時におこなわれ、
その電気を使うのは加速時の電車です。だから、本数の多い路線でないと
うまくいきません。どこかの電車がブレーキをかけて発電し、架線に
戻したとして、ちょうどそのときに加速中の電車がないと、誰も使って
くれないことになり、ループが閉じなくなってしまいます。当然、発電
もできなくてブレーキも効かなくなります。山手線のように多数の電車
が走っていても終電に近い時間帯などはこの「回生ブレーキ」を使わずに
発電した電気を熱にして捨ててしまう回路に切り替えて走ります。
熱にする抵抗でループを閉じるわけです。
No.4
- 回答日時:
(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.h …
ここが参考になると思われます。
No.3
- 回答日時:
確かに, 言われるように抵抗はかなり大きくなります. そのため, (特に饋電電圧の低い直流区間では) 変電所をたくさん作って対処しています. 抵抗は結局変電所までの距離に依存しますからね.
調べてみたものの明確な数値はちょっとわかりませんが, 1500V の直流区間では数~10km ごとに, 新幹線の 25000V 交流区間では 40~50km ごとくらいに変電所があるみたい.
ということで, 「直流は車上設備 (パンタグラフ~モーター) が簡単だけど地上設備 (変電所など) に費用がかかるので利用者の多いところむき」「交流はその逆に利用者があまり多くないところむき」と言われてたわけです. 新幹線が交流なのは大電力が必要という理由だったはず.
No.2
- 回答日時:
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。
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