リニアモーターカー MAGLEV 15 [無断転載禁止]©2ch.net
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>>102
耐久性の向上は、架線の材質を耐久性のあるものにしたり、
第三軌条方式にしたり、いくらでもやりようはあるだろう。
駆動輪の滑りの問題にしても、解決方法はいくらでもありそうだし、
多少空転したところで、リニアほど多くの電力が必要になるわけでもないし。 >>100
営業運転として新幹線が惰性だけで走ってるかどうかということを話しているのではなく、
物理的に惰性だけで下り坂を走ることは可能だよね、って話。 >>101
高速の方が目立たないんじゃないかな?時間あたりの通過コイルの数が増えるから。空気抵抗による音と振動は目立つ感じだけど。
144km/h(40m/s)くらいの浮上直後なら推進コイルは30/sec、浮上コイルは90/secの通過があるけど、それくらいの周波数の振動は試乗では感じなかった。 >>99
空気抵抗が増大するのは物理的に仕方ない。
だけど、リニアはそれ以上にエネルギーを必要としているようだから、
物理的にどの部分が多くのエネルギーを消費しているのかを知りたい。 >>98
編成定員だけの問題?
そうだったら、リニアを長編成化すれだけで、
一人当たりのエネルギーはどんどん低下させられる? >>103
ちょっと上のレスを見れば、鉄輪新幹線でも空気抵抗がメインである根拠書かれているよ。リニアならなおさら。
時間あたりだと速度三乗だから、6倍弱だな。ただし新幹線もリニアも1本だけ走る訳じゃなく、複数車両が同時に走るから、走行時間の短さでそれは均される。結局二乗。
1変電所あたりの電力はピーク大きいが、複数変電所が超高圧送電でつながってるから。 >>108
>だけど、リニアはそれ以上にエネルギーを必要としているようだから、
どういう根拠で想定以上なのか明示しないと、話が進まないと思うよ。
>>106
減速してもいいなら、新幹線もリニアも可能。
>>109
列車のような細長い形状では、側壁抵抗がメイン。ある程度以上長くすると長さに比例して抵抗が増すだけ。
乗客数あたりだと変わらない。 物理的な問題として、
新幹線を時速500kmで走らせたら、
リニアより遥かに消費電力は少なそうなんだけどな。
ドイツ製の上海マグレブは常電導磁石で走ってるけど、
電力は新幹線の70%しか消費しないらしい。
地震大国の日本では、数センチしか浮上しないのは確かに安全性に問題あるだろうけど、
電力は日本のリニアの4分の1以下だから、
環境性能はドイツの常電導リニアの方が遥かに優れてるんだよなあ。 >>110
>時間あたりだと速度三乗だから、6倍弱だな。
空気抵抗の話をしてるんですけど。
空気抵抗が時間当たりだと速度三乗って意味がわからないよ。 >>112
上海マグレブ、定員は新幹線の1/3程度で、速度は430km/h、夜間は300km/hに落とし、半分は減速区間ですが。 >>111
>減速してもいいなら、新幹線もリニアも可能。
そうか?
リニアの推進力は車両側のある部分の磁極がNだとすると、
車両側のある部分より少し進行方向にある側壁コイルの磁極がSになり、
少し後方にある側壁コイルがNになることで推進してるけど、
側壁コイルのS極は、車両のN極が近づいてくると逆起電力が生じてS極を弱める働きがあるから、
側壁コイルに電力を入力し続けてS極の磁力を保たないといけない。
後方の側壁コイルのN極も同様に、車両のN極が遠ざかると逆起電力が生じて磁力を弱めるから、
側壁コイルに電力を入力し続けないといけない。
だから、等速で走るだけで、空気抵抗分とは別に電力が必要になるんじゃないかな。 >>111
>どういう根拠で想定以上なのか明示しないと
空気抵抗が3倍になるのはいい。
だけど、リニアは新幹線の6倍以上の電力が必要。 >>114
意味がわからない。
上海のあの区間だったら、超伝導リニアでも新幹線の70%のエネルギーで走るって言いたいの? >>113
消費エネルギーや電力じゃなかったんか?電力とか時間あたりって書いてるのは>>103だが・・・
空気抵抗や距離あたり消費電力量なら速度二乗。ただしリニアは新幹線より細身で乗客数も少ない。
乗客数補正で速度二乗程度になってる。
>>115
開放していれば推進コイルに電流は流れないから、そのような作用はない。
電流を流すようにすればそれは短絡ブレーキや回生ブレーキ。
もっともリニアで高速走行時に推進力を切るのは減速時や非常停止時だけだろうから、必要な減速に応じてやってる可能性ある。
浮上コイルは閉コイルだからあなたの言うようなことはある。だから、減速はするし、水平等速走行でも空気抵抗+アルファのエネルギーはいる。 >>116
電力と電力量、仕事率と仕事、区別してる?
空気抵抗のある物体を速度維持するための仕事率は速度三乗で、大まかには6倍。
同じ距離を走るための仕事(電力なら電力量)は速度二乗で3倍程度。
何もおかしくないよ。
>>117
トランスラピッドの消費電力から見て、新幹線の七割ってのはホントか?と思うが、30km程度の山梨実験線より短い路線じゃ比較しようもないと思うが。
念のため、上海リニアと新幹線のの消費電力か消費電力量か分からんが、比較したデータソースもってきて。 >>117
今調べたら上海マグレブは
29.863kmを7分20秒 または 8分10秒で結んでいる模様。
平均速度は実は244km/hと219km/h。
のぞみで東京大阪間平均218km/hと大差ない。
その上乗客数は600人弱。
この辺を勘案して比べてますか?
中央リニアは品川名古屋で平均428km/h。比べられるものではない。 >>122
途中停車駅がない条件で、のぞみで新横浜名古屋間なら、316.5km/76分=250km/hだな。
上海マグレブは430km/hのトップスピードあっても、その軌道の短さと線形から平均速度は東海道新幹線より下と言うことに。
トランスラピッドもまともな長距離路線を与えられればリニア新幹線並に平均速度高いのだろうけど。 TransrapidのHomePage魚拓?より
https://web.archive.org/web/20040811165024/http://www.transrapid.de:80/en/index.html
Comparison Propulsion Systems
The following gives an example of energy consumed per seat for a distance of 300 km with three intermediate stops, depending on maximum speed:
200 km/h: 32 Wh/km 1,1 l gasoline/100 km
300 km/h: 47 Wh/km 1,6 l gasoline/100 km
400 km/h: 66 Wh/km 2,2 l gasoline/100 km
これに対し、JR Maglevは
500km/h 3.5万kW/1000seat=35kW/seat、70Wh/seat/km
400km/hのTransRapidに対し、速度1.25倍で距離あたり消費電力量1.06倍、消費電力は1.33倍。
距離あたり電力量が速度の二乗比例、消費電力が速度の三乗比例であることを考えると、Transrapidに劣るってことはないでしょう。
JRリニアは低速だと浮上システムの磁気抗力が増える問題があるそうですが、
400km/hくらいまでは大差ないようなので、400km/hで走らせればTransrapidより絶対的に省エネになりそう。 あー、すまんです。Transrapidの方は300kmに3カ所停車駅ありの条件なので、定速巡航時じゃないな。
単純には比べられない。 >>122
だから、東海のリニアでも新幹線の70%の電力量で走れるのかい? >>118
リニアの空気抵抗が新幹線より少ないのだったら、
リニアの電力バカ食いの理由がなんなのかってことに、余計に疑問になる。 >>118
開放していればってw
開放してるわけないでしょ。
もしも開放したら電流が流れない、よって磁力も発生しない。
よってリニアは浮かない、走らない。
ないない尽くしになる。 >>120
空気抵抗のあるものの速度維持はたしかに仕事率は速度の3乗比例になるな。
だけど、新幹線で消費する電力がほぼすべて空気抵抗に逆らって
速度維持するためだけというのはどうなのかな。
ブレーキをかけたときのエネルギー回生が100%だったら
そうなのかもしれないが。 >>120
1次ソースじゃなくてすまんが。
https://goo.gl/KELLwC
https://goo.gl/ei99wv
ドイツ新幹線ICEと上海リニアでは、
同じ速度なら1座席当たりの消費電力が
上海リニアはドイツICEの67%なんだそうな。
で、時速300kmのドイツICEと時速400kmの上海リニアの電力が
ほぼ同じなんだそうな。 リニアは空気抵抗だけじゃなく、
車両のコイルを絶対零度付近に冷却し続けなければいけない問題もあるな。
超巨大超低温冷凍庫を維持するのは電力が相当かかるだろうな。
どうやって冷却してるんだろう?
新幹線の父と呼ばれている十河信二氏も、電力バカ食いのリニア実用化には反対だったそうな。 あと、リニアの座席当たりの電力量が新幹線の3倍と言われてるけど、
そもそもそれ、本当なのかな?
実は5倍とか6倍必要なのをチョロまかして言ってたりしないの? 急に変なの来たと思ったらリニア反対派サイトの受け売りか
リテラをソースにするようないかにもなサイトw >>115
その影響を抑えるために、推進コイルは巻き線数が多い小型コイルになっている。
こうすることで小電流の維持ができればよくなり、逆起電力による影響を抑えることが
できるし、効率的にも余計な損失を抱え込まなくてよくなる。
電力自体は、どちらにしても一定時間ONし続けるので、失効するほど弱くならない限り、
保つ保たないを考慮する必要はない。
ちなみに1セクションの長さは440m程度なので、励磁が無駄になるのは×3-800=
520m程度。
>>126,130
>>130のところにある消費電力や省エネ比率を元に計算すると、270km/h時の1座席キロ
あたり消費電力は TR:29.8Wh 700系:29.0Wh N700系:23.5Wh となる。
700系が29Wh/座席キロという情報は、JR東海が2003年の実績値として出している。
500系が300km/h運転していたときの、500系のぞみの新大阪-博多が26Wh/座席キロ。
はっきりってICEの消費電力、大きすぎじゃないかね… >>108
>物理的にどの部分が多くのエネルギーを消費しているのかを知りたい。
>>85あたりで考察してみた。素人推測で根拠ない仮定もはいってるんで
信頼性はあれだが、LSM損失15%とすれば、磁気浮上分7.4%、残りは空気抵抗に抗するためのエネルギー。
誘導送電分(SCM維持を含む車内電力)はわからんので無視したw
新幹線でも総抵抗のうち機械抵抗34%なんで、
むしろJRリニアの浮上機構は車輪駆動よりましだと思うぞ。 >>128
やるかどうかはべつにして、推進コイルだけ切って浮上は超電導磁石と浮上案内コイルで車体速度だけで賄うことは可能だよ。
だから浮上案内コイル分は損失出て減速する、と書いた。
空気抵抗の方が圧倒的で、そっちが主因で減速するだろうけど。
・・・推進コイルと浮上案内コイルが別だってことは知ってるよね?
>>131
仕組みくらい調べて。
こっちにちょっとヒントがある
https://www.jstage.jst.go.jp/article/ieejjournal1994/124/8/124_8_520/_pdf
営業編成での車両電源は700kWを充分下回る。500km/h巡航時電力の2%以下。
冷却維持電力や制御機器、車内空調照明がこれで賄われる。
高温超電導利用のヘリウムレス冷凍機導入で減る見込みもある。 >>126 >>130
そもそも同じ速度で走らせたくないから浮上式リニアなのに。
鉄輪高速鉄道と同速度で走らせたければ新幹線で良いよ。
そういうのを話題にするなら問題はトランスラピッドかJRリニアか?ではない。。
高速鉄道か超高速鉄道かの選択だ。
それと、ICEをいきなり新幹線と呼ばれても困るぞ。
ICEの座席あたり消費電力だが、これが悪すぎるんじゃないのか?
と、いろいろ書いたけど、>>134がもう書いてた >>136
×営業編成での車両電源は700kWを充分下回る。
〇営業編成での車両電源は700kWなので、車両消費電力はこれを充分下回る。 アホは無視するに限る。 何も知らずに批判だけする奴らの目的がわからん。
冷凍機だって高温超電導になり簡素化されることすら知らないみたいだし。
JR東海,高温超電導磁石を初めて搭載したリニアモーターカーの走行試験を開始
http://techon.nikkeibp.co.jp/article/NEWS/20051128/111084/?SS=spimg&FD=-861344190 高温超伝導は10年間の耐久試験を経て実用化される。
大阪開業までには間に合うだろう。
(低温)超伝導には液体ヘリウムが必要だが、高温超伝導になれば、一般的な液体窒素で済む。
液体ヘリウムはほぼアメリカからの輸入に頼っており、アメリカが輸出を停止する危険がある。
一度似た様な事がありヘリウムショックという事態に陥った事がある。12年末にヘリウムショックが起きている。
(去年タンザニアに大規模ヘリウムガス田が発見されたらしいが)
高温超伝導の技術自体はほぼ確立されているが量産技術だけの問題だろう。
高温超伝導が確立されればMRIなども液体ヘリウムを使わずに済む。 因みにヘリウムは、核融合炉が動き出せばリチウムからヘリウムとトリウムが取り出せる様になる。
リチウムは海水から回収する技術が進みつつあり、自給の可能性はある。
海水からリチウムの抽出に成功、日本の原子力研究機関が世界初
http://www.itmedia.co.jp/smartjapan/spv/1402/12/news036.html
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もう一つの空気抵抗によるエネルギーロスが大きい件については、ハイパーループの様に真空状態まではせずに、減圧トンネルにより効率が上がる事が鉄道総研などで研究されている。
実用化までには遠いだろうが。
未来の減圧トンネル超高速鉄道技術の可能性
http://koseki.t.u-tokyo.ac.jp/2014_annual_report/2014-10/07-2.pdf
減圧トンネル利用高速鉄道の駆動・制御システムに関する調査専門委員会 2012年に発足 >>140
>(低温)超伝導には液体ヘリウムが必要だが、高温超伝導になれば、一般的な液体窒素で済む。
えっと、それよくある誤解。
液体窒素温度で超電導を維持できるのは強磁場でないときだけ。
超伝導磁石として使う場合は、高温超伝導体といえども20Kとかでしか運用できない。これを50Kまで引き上げられるかどうか、って状況。
ただ、20Kになれば、冷却に液体ヘリウムを使わない冷凍機が使える。
液体窒素温度ではだめだけど、液体窒素もいらない。 鉄道と超電導(その1) 〜浮上式鉄道用高温超電導磁石の開発〜
http://www.istec.or.jp/web21/pdf/15_01/J14.pdf
夜間冷却して、その後冷凍機なしで24時間以上温度・超電導維持できるものまで開発中 >>143 その高温超伝導コイルは既に東芝で作成され、実際にリニアに乗せて試験を継続中。
一度電流を流しただけで、1日運用し、24時間後の電流値は1%低下しているだけだそうだ。
このコイルの耐久性試験を10年間行う。
超高速輸送システムを目指す
超電導リニアモータカー技術
https://www.toshiba.co.jp/tech/review/2006/09/61_09pdf/a06.pdf
2005年に試作している。 >>143 ごめん、冷凍機なしでの試験をリニアでやってるかどうかはわからない。
何時間か冷凍機の電源を切る様な試験はしているとは思うが。
多少温度が上がっても性能が落ちるだけだけど、東芝ので24時間冷凍機なしは無理だろうな。
イットリウム系の高温超伝導材を使えばもっと性能は上がるかもしれない。 >>129
どうなのかなって・・・
減圧チューブ高速鉄道以外の
高速鉄道はみなそういうことになりますが。
鉄輪でも磁気浮上式でも。
ほぼ全てってほどではない。でも7-9割は空気抵抗関連。 >>141
どうせトンネルだらけなら、減圧( ゚д゚)ホスィ…
まあ宮崎実験線以前だから、相当先かぁ。 >>136
推進コイルと浮上案内コイルって別なの?
開発当初は分けてたけど、今は、推進、浮上、案内、全てが兼用だったんじゃね? >>137
ドイツリニアとJRリニアを同じ速度で巡航させたときの消費電力は
ほぼ同程度なのかそうでないのかが問題。 帰省ラッシュ本格化「新幹線乗りたくなかった、正直怖い」利用者ら台車亀裂受け
https://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20171229-00000017-kobenext-l28
中央リニアって運転士がいない遠隔運転らしいけど、乗務員は乗るんだよね?
もしも東海の社員が誰も乗らないで営業運転するとかだったら
鬼恐ろしい。 >>148
コイル(軌道側)は別々。
当初分けていて今すべて兼用になっているのは、車両側の超電導電磁石のほう。
※宮崎では、車体下面に浮上用・側面に推進/案内用のように分けられていて、山梨のMLX01から
すべて兼用になった
>>149
超電導リニア側は実績値を持ってきているので、それと比較するのなら、トランスラピッドの
500km/h時のデータが必要になる。 車両側の超伝導コイルに流れる電流って、側壁コイルと車両が移動する作用で逆起電力は生じないの?
それで電流(=磁力)がどんどん弱まったりしないの?
もし逆起電力が生じないとしたら、なんでなんだろう。
すごく不思議なんだが。 >>150
公式HPでも見てから書いてくれ。
てか、路線の話をしたいのなら路車板の中央新幹線のスレに行ってくれ。
>>152
宮崎で大問題になってとっくに対策済み。 >>153
>路線の話をしたいのなら路車板の中央新幹線のスレに行ってくれ。
営業運転の仕方のことだから、路線とか車両とかよりも、
むしろ総合版のここの方が相応しいと思うけど。
>宮崎で大問題になってとっくに対策済み。
どうやって? リニアの公式HPを見ると、
片方の側壁にある推進コイルと同じ側にある車両コイルの関係を上から見た図は
(大文字が側壁コイルとその極性、小文字が車両側コイル)
N S N S N
n s n s 車両進行方向→
ある部分の片側の側壁にある浮上コイルと、その同じ側にある車両コイルの関係を車両正面から見た図は
N
s
S
そんな風に描かれている。 (つづき)
これらを合わせて、片方の側壁の浮上コイルと推進コイルを同時に描くと、
S N S N S N
NnSsNnSsNnSsN 車両進行方向→
N S N S N S
ってなる気がするけど、こんなイメージ合ってる? >>148
PLGコイルのこと?
今使っているのは別々の浮上案内コイルと推進コイルをワンパッケージにした一体型コイルなのでは?
https://www.toshiba.co.jp/tech/review/2006/09/61_09pdf/a06.pdf
今の実験線にはこれがついてるっぽい。
PLGコイルとは形状が異なるような。
PLGコイルも挑戦はしているようだけど、試みの域を超えていないのでは。
軌道左右を結ぶヌルフラックスケーブルにも推進用高圧がかかるんでコスト高・施工面倒って話だったような。
みつかった限りではガイドウェイ施工テストと山梨実験線に2個はめ込んでみただけみたいだけど。
http://www.rtri.or.jp/rd/division/rd79/rd7910/rd79100109.html
http://bunken.rtri.or.jp/PDF/cdroms1/0001/2012/0001003568.pdf
https://www.rtri.or.jp/rd/seika/2003/05/maglev_01.html
過去スレの流れみるとだんだんフェードアウトしてる感が・・・
性能は良さそうなので、どっちもつけられる軌道作っておいて
(高圧フラックス線のため工夫が要るらしい)ぎりぎりまにあうかもしれんけど、
今実験線で全面テストしていないものが使われるとは思えない。 >>154
> 営業運転の仕方
ならなおさら路車板の話題だよ。「特定路線」の話だし。
あと↑のを書いてから調べ直したが、超電導電磁石自体は、逆起電力は問題になって
なかったので対策も当然してなかったわ、すまんな。
・・・よくよく考えたら当たり前だった。超電導電磁石だからね・・・
宮崎で問題になったのは、軌道側電磁石から超電導電磁石に加わる力と、断熱板に
発生する渦電流のほうで、これらのせいでクエンチ現象が多発し問題になっていた。
材質や形状の変更によって対策されている。
>>156
強弱の関係もあるのでそういう図では書きにくいと思うが、とりあえずそんな感じにはなる。 >>156
厳密には3相交流だし、SCM(超電導磁石)と推進コイルのピッチは異なるけど、
結局そのような感じになるのではないでしょうか。
SCMピッチ1.35m、推進コイルピッチ0.9M、浮上案内コイル0.45m
SCMが2個に対し推進コイル3個、浮上案内コイル6個が相手する感じ?
1/3ずつズラした3相が供給されるから推進コイル3個で1周期。
平均的にはこれでSとNの繰り返しが1つできるから、SCMのSとNと同じピッチになる。 >>152
例えば前方推進コイルがonになり引き合う場合、
お互い同極同士を向き合わせ、超電導コイルち貫く磁束増加。超伝導コイルはそれに逆らう方向で電流減少。超電導なので電流は制限なく流れ、コイルを貫く磁束が元に戻る、と言うか変わらないように動く。
超伝導磁石が推進コイルまで移動し、推進コイル電流がOffになると、磁束減少で上と逆のことが起こり、電流増加、磁束不変。
推進コイルが後方に回って逆極でonになっても、さらに離れてoffになっても同じ。超伝導磁石の電流は増減するが、コイル内磁束はいつも一定に保たれる。
走行終了時も同様なので、結局超伝導磁石は弱らない。超伝導コイルが持つ極わずかな抵抗による電流低減だけが超電導磁石を弱らせる。1日1%程度のようだけど。 みんな車両の事ばっかりで肝心の建設工事の進捗状況とか一切ないのな。
建設現場付近に住んでる香具師は簡単にお願い出来んかな?
明かり区間が少なすぎて難しいのか >>162
ほとんどが山の中か大深度地下だからなあ。 飯田とか岐阜の恵那の辺りだと民家等の立ち退きがある程度発生するところがあるけど、どうなってるんやろうね?
東海の担当者が札束もって各戸廻ってるのかなぁ? >>164
この辺は路線固有の話では?
軌道の施工方法とかがメインならいいけど。 掘削残土による河川の汚染問題も今後沸騰してくるだろうし、
おそらく青函トンネルのズリの量を上回るズリが出るし、
どうするんだろ、リニア自体は殆ど山ん中だが、これは下流域の問題。
もう一つ羽田空港作れるレベルじゃね? >>160
「マイスナー効果によってコイルの金属の中の磁場はゼロになるから
金属の中の電子が受ける磁場も無い。だから誘導電流も発生しない」
ってことで納得しようと思ったけど、こんなのがあった。
コトバンク 超伝導 ASCII.jpデジタル用語辞典の解説
https://kotobank.jp/word/%E8%B6%85%E4%BC%9D%E5%B0%8E-5801
↑このページの後ろの方、「永久電流の発見」のとこ。
(つづく) (つづき)
>永久電流の発見
>カマーリン・オネスは図Aのような実験で、超伝導状態になった鉛のリングに一度電流を流すと、
>電気抵抗がゼロになるため電流が永久に流れることを発見した。
>コイルに外部から電流を流して磁場を発生させ、このコイルに鉛のリングをできるだけ近づけておき、
>この状態でコイルにつないである外部電源のスイッチを切ると、磁場は一定の強さからゼロまで変化し、
>鉛のリングにはコイルに生じた磁場の変化を打ち消す方向に誘導磁場が発生し、
>その結果、鉛のリングには誘導電流が流れる。
> このようにして発生した誘導電流は、超伝導状態にある鉛のリングの電気抵抗がゼロであるために
>ジュール熱となって消えることなく、永久に流れ続ける。
>カマーリン・オネスはこの電流を永久電流と名づけた。[渡辺 昂]
図A https://kotobank.jp/image/dictionary/nipponica/media/81306024005598.jpg
なんだよ、鉛リングが超伝導状態でも誘導電流が流れてるじゃん。
いったい、どうなってんだよ。 >>159
なるほど。
三相交流でどうやってるかがわかった。 >>169
永久電流というのは、超電導体でその鉛リングのような閉回路を作り、最初に転移温度よりも
高い温度にして磁場をかけ、このまま回路を転移温度よりも低くして超電導状態にすると、
磁場を取り除いても回路には永久に電流が流れ続ける、という現象。
たぶん、そのコトバンクが参照した辞書/事典の説明が不足しているものと思われる。 >>173
あ、でもその説明だとおかしいかも。
>このまま回路を転移温度よりも低くして超電導状態にすると、
>磁場を取り除いても回路には永久に電流が流れ続ける
ではなく、磁場を取り除きながら回路を転移温度より低くする、では? >>175
磁場を小さくしながらだと、当然転移前の時点での電流も小さくなってしまって、
永久電流も小さくなる。
まあ、流れないわけではないけど。 >>169
>>74や>>161でも外部磁界変動で誘導電流は流れるって書いてるじゃん。
外部から与えた磁場が変動すると,流れた結果中の磁束が保たれるように流れ、増減する。
元がゼロなら何やってもゼロ、元が5Tなら5Tを維持するように電流が増減する。
(正確には維持されるのは磁場の強さじゃなくてリングを貫く磁束)
あと、その永久電流の実験なら、コトバンクの説明は少し不足。
実際には、常伝導状態でコイルの電源を入れて、リング内に磁場がある状態にしたまま冷却し,リングが超電導になって後にコイルの電流を切る実験。
超電導になってからコイルの電源入れたりコイルを近づけたりすると,もとの磁場ゼロを保とうとする永久電流が流れリング内の磁束はゼロのまま、
そこからコイルの電源を切って外部磁場をゼロにすると,永久電流が消失してリング内を貫く磁束もゼロになる(ゼロを維持する)。
http://www.neomag.jp/mag_navi/glossary/glossary_main.php?title_id=633
http://www.neomag.jp/mag_navi/images/glossary/image_144_4.jpg
って感じで良いかな?>詳しい人 >>175
>>173の説明でいいと思うよ。
磁場を減らしながら冷やすのは問題を複雑にするだけで,意味はないかと。 >>168
あと、その実験やコイルタイプ超電導磁石の永久電流は、マイスナー効果によるものではない。
単なる抵抗がゼロの閉コイルにおける電磁誘導。 >>176>>177>>178
結局↑の3人とも、閉ループが冷やされて超伝導状態になった後でも、
外部の磁場が変化して、超伝導閉ループの中を貫く磁束が変化しようとすると、
それを防ぐように超伝導閉ループに電流が流れ始める、
って言ってるんだよね?
それって結局、超伝導状態のコイルにも逆起電力が生じるってことに等しいよね。
だったら、リニアの車両側の超伝導コイルにも
逆起電力は生じるんじゃないの?って疑問に戻ってくるわけだが。
結局、超伝導 超電導でも超伝導でもどっちでもいいみたいだけど、
超電導って書く方が好き。 >>180
当然生じるよ。誰も生じないなんて言ってないと思う。
ただ、永久電流が増える場合も減る場合もあり、電磁誘導が原因で減りっぱなしになることはない。
また、磁力を維持する方向に増減するわけで、磁石の磁力は増減しない。
極端な話、外から超伝導磁石と同じだけの磁場かけたら永久電流は消失して、外からかかった磁場が磁力を維持している状態になる。
外からの磁場がなくなると電流復活して磁場も維持。
>>182
利用する性質が抵抗ゼロだから、ここでは超電導がベターだな。 あ、それと、>>73が書いてるけど、リニア新幹線の場合は、車両超伝導磁石の磁力が圧倒的で、超電導コイル内の磁束にほとんど影響しない、ってのもあると思う。
https://www.tia-nano.jp/ascot/tyoudendou/series/series2015-2.pdf
>JR方式の超電導磁気浮上式鉄道は、車載超電導磁石では電気抵抗の損失なく数百kAの大起磁力を確保し、
>地上コイルへの通電電流は数kAだけに限定することによって通電にともなう損失を小さくでき、
>あわせてインフラコストも低減できる仕組みとなっている。 >>183
>ただ、永久電流が増える場合も減る場合もあり、電磁誘導が原因で減りっぱなしになることはない。
>また、磁力を維持する方向に増減するわけで、磁石の磁力は増減しない。
それは半分あってて半分間違ってるんでは?
JRリニアには 推進コイル、浮上案内コイル、車両コイル の3種類のコイルがある。
浮上案内コイルは縦の8の字になった閉ループコイルで、推進コイルはその中央の高さの所に設置されているので、
浮上案内コイルと推進コイルはお互いに誘導電流を発生しあわない位置関係になっている。
浮上案内コイルは外部から電流が流れ込まない閉ループで、
車両コイルはその中央の高さよりも低い位置を水平に通り過ぎる。
n極の車両コイルが浮上案内コイルの下の方に水平に近づくと、8の字コイルに逆起電力が流れるために、自然と、
下半分はN極、上半分はS極になる。
そして、車両コイルのn極がN極になった下半分へ接近していくので、
超伝導コイルにも誘導電流が流れるのだとすれば、車両コイルの電流が益々強くなってn極が更に強くなる。
そして、車両コイルの中心が8の字コイル中心を通過すると、今度はn極とN極が離れあっていくので、
お互いに電流を弱め合っていく。やがて8の字コイルには電流が流れなくなり、
車両コイルは元の強さの電流に戻っていく。
つまり、車両コイルと浮上案内コイルの間では、電流が増える場合と減る場合が同じ量だけあるので、
超電導磁石も同じ強さを維持する。
(つづく) >>183
(つづき)
だけど、推進コイルと車両コイルの間の関係はそうはいかない。
あるn極の車両コイルはその少し前方にあるS極の推進コイルに向かって
惰性と引き合う力によって進み、近づく。
n極の車両コイルにS極が近づくため、車両コイルはこれを阻止する方向、
つまり、自分もs極になろうとするために、超伝導コイルの電流が弱まり、
n極が弱まる。
そして、その車両コイルがS極の推進コイルに並び、そして追い越そうとする瞬間に、
今度はS極だった推進コイルがN極に反転する。
そして、反転したN極と車両コイルのn極は遠ざかるので、
車両コイルはそれを阻止する方向、つまり自分がやっぱりs極になるために、
やっぱり超伝導コイルの電流を弱めていく。
つまり、車両コイルは推進コイルに対して、常に電流を弱める方向にしか
電流が誘導されない。
だから、半分間違ってる。
(つづく) >>183
(つづき)
そこで車両コイルはどうやって磁力を保ってるのか?
って最初の疑問に戻ってしまうわけなんだけど。 >>184
いくら超伝導磁石が強力だと言っても、
推進コイルに対してはずーっと常に継続して電流を弱める方向にだけ
逆起電力が生じるので、さすがに磁束に影響しないってことはないと思う。
時速に影響しないだけ予め電流を流すには、
リニアが品川から名古屋まで引っ張られるほどの巨大な力以上の電流が流れていなければならないけど、
それは普通に考えてありえないでしょう。 まとめると、
1:推進コイル
2:浮上案内コイル
3:車両コイル
1と2の間には逆起電力が働かないような位置関係にお互いの置かれているので、
逆起電力は発生しない。
2と3の間には逆起電力が働くが、強め合って弱め合って差し引きはゼロになる。
これは、「浮上のためには電力を消費しない」ということも意味している。
実際には浮上案内コイルは常温なので僅かな抵抗があり、流れる電流が熱となって
失われる分だけ損失はあるけれども。
1と3の間には常に電流を弱める逆起電力が生じる。
このことは、推進のために電力を消費することを示している。
こんな風に思うのだけど、結局車両コイルはどうやって電流を保っているの? >>186
いろいろ抜けてるよ。
まず、推進コイル通過でSからN極に替わるとき、超伝導磁石は磁束が減少する。ここで超伝導コイルは磁束維持方向で電流増加する。
こういう抜けている変化を全部カウントしてごらん。 >>190
全部カウントしてごらんって言われても・・・
推進コイルがどういうふうに駆動されて、
電流がどういう波形で流れるのかわからないから何とも言えない気がする。
いろいろ抜けてるって、他にどこが抜けてる? これ以上は定量的に計算しないとちゃんと理解できないのかもしれないけど、
推進コイルで車両コイルを引き寄せ、車両コイルが推進コイルを追い抜いた瞬間に
推進コイルの電流が反転するようにし、今度は推進コイルで車両コイルを反発させる、
というルールを守りさえすれば、どういう波形で推進コイルに電流を流そうが、
車両コイルの平均電流は、必ず一定に保たれる?
それとも、推進コイルに流す電流の波形によって、
車両コイルの平均電流を強めたり、弱めたり、自在にできる? なんか、NとSの磁石を知ってる小学生にJRリニアの仕組みを理解させるための
公式ホームページがあるのは知ってるけど、高校の物理を履修してちゃんと理解したぐらいのレベルの人向けに
JRリニアを詳しく解説してるホームページってどこかにあります? 超電導コイルはコイル内の磁束を一定に保つように
動く性質を認めれば、営業開始前の外部磁界=ほぼゼロな状態から,
途中推進コイルなどからいろんな磁場をうけても、最後の終業後の
外部磁界ゼロに戻れば、始業時の磁束が保たれることがわかる。
それを作るだけの、始業前と同じ永久電流も保たれている。
接合部などでわずかに残るコイル抵抗の分だけ下がっているだけ。
>>186のように微視的に理解したいなら、
1.SCMの前方推進コイルが異極、接近
→SCM内磁束増加、それを打ち消すためSCM永久電流減少
→しかし通過直前までに与えられる交流の位相が進み推進コイル電流は減少、
通過時あたりでゼロになるので、SCM内磁束増加は減少,ゼロになっていく
その過程で減少したSCM永久電流も元に戻っていく
2.SCM通過後後方へ離れていく推進コイル
→推進コイルはゼロから同極へと変化。SCMへの磁束影響はゼロから減少側へ。
その磁束変化を打ち消すだけSCM永久電流増加
→あるところから推進コイルが離れていく効果で磁束減少影響は減少し、
そのためSCM永久電流増加も元に戻っていく
これを3相のコイルで考えれば一時的増減も打ち消しあい、ほとんど無くなる予感。 >>192
>(中略)ルールを守りさえすれば、どういう波形で推進コイルに電流を流そうが、
車両コイルの平均電流は、必ず一定に保たれる?
ではなく、どんな磁界を与えようが,最初と最後が同じ磁界なら、SCM磁力も永久電流も同じに戻ると思われる。
(超電導自体が破られるような強磁場は別だが) >>186
>n極の車両コイルにS極が近づくため、車両コイルはこれを阻止する方向、
>つまり、自分もs極になろうとするために、超伝導コイルの電流が弱まり、
n極が弱まる。
車載コイルの誘導電流はあくまで内部磁束変化を妨げる方向に電流を流そうとする。コイルの動きを阻止する為ではない。コイルの動きを妨げるという理解だから、推進コイル電流の変化・反転による電磁誘導を見逃してるんじゃないか?(>>190のようなの) 超電導電磁石に対する影響は加算されていくものではないんだけど、その辺が
ごちゃごちゃになっているのかねぇ。 >>194
微視的に見ると、推進コイルに車両コイルか近づきつつも、
推進コイルに流れる電流の減少が急激であれば
車両コイルを貫く推進コイルからのSの磁束が減ることもあるなと思ったら
コイルの位置関係だけで超電導コイルの電流が増えるか減るか
一概に言えないな、複雑だなと思ったけれど、
195を見てわかりました。
確かに195と似たようなことは前にも書いてあったけれど、
そのときはピンと来なくて理解できなかった。 >>197
むしろ、超電導コイルは、外部から受ける磁束の変化が
きっちり累積加算されてきっちり保存されるからこそ、
推進コイルと超電導コイルがどんな位置関係の変化をしても、
推進コイルにどんな波形で電流が流されようとも
超電導コイルの電流は、最後には必ず元に戻るんですね。 >>196
コイルの位置関係の変化ではなく、超電導コイルを貫く外部磁束の変化を見ると。
理解しました。 車両内で使う電力は、外から誘導電流という形で受け取ってるはずだけど、
それは超電導コイルとは別に車両に取り付けられたコイルが
推進コイル辺りから受け取ってるんでしょうね。
はじめは、超電導コイルの電流を使ったりするのかと思ったりしたけど、
そんなことしたら超電導コイルに蓄えたエネルギーが減少する一方になってしまうな。 なるほどこれだと、車両にスピードがあるときに推進コイルを解放すれば、
鉄輪と同様に惰性だけて浮いて走るね。
そしてそれが下り坂なら、加速もしますね。 あ、でも浮上できるスピード以上だと空気抵抗が大き過ぎて
下り坂程度で加速するのは無理か・・
その話も少し前に書いてあったな・・・ ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています