Опубликовано

На магнитной подушке

«Магнитная подвеска Средняя скорость поездов на железных дорогах не превышает 150 км/ч. Сконструировать поезд, способный состязаться по …»

Магнитная подвеска

Средняя скорость поездов на железных дорогах не превышает

150 км/ч. Сконструировать поезд, способный состязаться по скорости с самолетом, непросто. При больших скоростях колеса поездо в не выдерживают нагрузку. Выход один: отказаться от колес,

заставив поезд лететь. Один из способов «подвесить» поезд над рельсами — использовать отталкивание магнитов.

В 1910 году бельгиец Э. Башле построил первую в мире модель летающего поезда и испытал ее. 50-килограммовый сигарообразный вагончик летающего поезда разгонялся до скорости свыше 500 км/ч! Магнитная дорога Башле представляла собой цепочку металлических столбиков с укрепленными на их вершинах катушками. После включения тока вагончик со встроенными магнитами приподнимался над катушками и разгонялся тем же магнитным полем, над которым был подвешен.

Практически одновременно с Башле в 1911 году профессор Томского технологического института Б.Вейнберг разработал гораздо более экономичную подвеску летающего поезда. Вейнберг предлагал не отталкивать дорогу и вагоны друг от друга, что чревато огромными затратами энергии, а притягивать их обычными электромагнитами. Электромагниты дороги были расположены над поездом, чтобы своим притяжением компенсировать силу тяжести поезда. Железный вагон располагался первоначально не точно под электромагнитом, а позади него. При этом электромагниты монтировались по всей длине дороги. При включении тока в первом электромагните вагончик поднимался и продвигался вперед, по направлению к магниту. Но за мгновение до того, как вагончик должен был прилипнуть к электромагниту, ток выключался. Поезд продолжал лететь по инерции, снижая высоту. Включался следующий электромагнит, поезд опять приподнимался и ускорялся. Поместив свой вагон в медную трубу, из которой был откачан воздух, Вейнберг разогнал вагон до скорости 800 км/ч!

Что следует сделать в модели магнитного поезда Б. Вейнберга, чтобы вагончик большей массы двигался в прежнем режиме? Ответ поясните.

При движении поезда на магнитной подвеске

1) силы трения между поездом и дорогой отсутствуют

2) силы сопротивления воздуха пренебрежимо малы

3) используются силы электростатического отталкивания

4) используются силы притяжения одноименных магнитных полюсов Какое из магнитных взаимодействий можно использовать для магнитной подвески?

А. Притяжение разноимённых полюсов.

Б. Отталкивание одноимённых полюсов.

Правильный ответ

1) только А только Б 2)

3) ни А, ни Б

4) и А, и Б Молния Электрическая природа молнии была раскрыта в исследованиях американского физика Б. Франклина, по идее которого был проведён опыт по извлечению электричества из грозового облака. В 1750 году он опубликовал работу, в которой описал эксперимент с использованием воздушного змея, запущенного в грозу. Франклин запустил змея в грозовое облако и обнаружил, что змей собирает электрический заряд.

Атмосферное электричество образуется и концентрируется в облаках – образованиях из мелких частиц воды, находящейся в жидком или твёрдом состоянии. Сухой снег представляет собой типичное сыпучее тело: при трении снежинок друг о друга и их ударах о землю снег должен электризоваться. При низких температурах во время сильных снегопадов и метелей электризация снега настолько велика, что происходят зимние грозы, наблюдается свечение остроконечных предметов, образуются шаровые молнии.

При дроблении водяных капель и кристаллов льда, при столкновениях их с ионами атмосферного воздуха крупные капли и кристаллы приобретают избыточный отрицательный заряд, а мелкие – положительный.

Восходящие потоки воздуха в грозовом облаке поднимают мелкие капли и кристаллы к вершине облака, крупные капли и кристаллы падают к его основанию.

Заряженные облака наводят на земной поверхности под собой противоположный по знаку заряд. Внутри облака и между облаком и землёй создаётся сильное электрическое поле, которое способствует ионизации воздуха и возникновению искрового разряда. Сила тока разряда составляет 20 кА, температура в канале искрового разряда может достигать 10 000 °С. Разряд прекращается, когда бльшая часть избыточных электрических разрядов нейтрализуется электрическим током, протекающим по плазменному каналу молнии.

Вещество в канале молнии может находиться только в плазменном состоянии 1) только в газообразном состоянии 2) в газообразном и жидком состояниях 3) в газообразном, жидком и твёрдом состояниях 4) Молнии могут проходить в самих облаках – внутриоблачные молнии, а могут ударять в землю – наземные молнии. В случае механизма электризации, описанного в тексте, как направлен (сверху вниз или снизу вверх) электрический ток разряда наземной молнии? Ответ поясните.

В результате восходящих потоков воздуха в грозовом облаке всё облако заряжается отрицательно 1) всё облако заряжается положительно 2) нижняя часть облака заряжается отрицательно, верхняя – положительно 3) нижняя часть облака заряжается положительно, верхняя – отрицательно 4) Полярные сияния Полярное сияние – одно из самых красивых явлений в природе. Формы полярного сияния очень разнообразны: то это своеобразные светлые столбы, то изумрудно-зелёные с красной бахромой пылающие длинные ленты, расходящиеся многочисленные лучи-стрелы, а то и просто бесформенные светлые, иногда цветные пятна на небе.

Причудливый свет на небе сверкает, как пламя, охватывая порой больше чем полнеба. Эта фантастическая игра природных сил длится несколько часов, то угасая, то разгораясь.

Полярные сияния чаще всего наблюдаются в приполярных регионах, откуда и происходит это название.

Полярные сияния могут быть видны не только на далёком Севере, но и южнее. Например, в 1938 году полярное сияние наблюдалось на южном берегу Крыма, что объясняется увеличением мощности возбудителя свечения – солнечного ветра.

Начало изучению полярных сияний положил великий русский учёный М.В. Ломоносов, высказавший гипотезу о том, что причиной этого явления служат электрические разряды в разреженном воздухе.

Опыты подтвердили научное предположение учёного.

Полярные сияния – это электрическое свечение верхних очень разреженных слоёв атмосферы на высоте (обычно) от 80 до 1000 км. Свечение это происходит под влиянием быстро движущихся электрически заряженных частиц (электронов и протонов), приходящих от Солнца. Взаимодействие солнечного ветра с магнитным полем Земли приводит к повышенной концентрации заряженных частиц в зонах, окружающих геомагнитные полюса Земли. Именно в этих зонах и наблюдается наибольшая активность полярных сияний.

Столкновения быстрых электронов и протонов с атомами кислорода и азота приводят атомы в возбуждённое состояние. Выделяя избыток энергии, атомы кислорода дают яркое излучение в зелёной и красной областях спектра, молекулы азота – в фиолетовой. Сочетание всех этих излучений и придаёт полярным сияниям красивую, часто меняющуюся окраску. Такие процессы могут происходить только в верхних слоях атмосферы, потому что, во-первых, в нижних плотных слоях столкновения атомов и молекул воздуха друг с другом сразу отнимают у них энергию, получаемую от солнечных частиц, а вовторых, сами космические частицы не могут проникнуть глубоко в земную атмосферу.

Полярные сияния происходят чаще и бывают ярче в годы максимума солнечной активности, а также в дни появления на Солнце мощных вспышек и других форм усиления солнечной активности, так как с её повышением усиливается интенсивность солнечного ветра, который является причиной возникновения полярных сияний.

Можно ли утверждать, что Земля – единственная планета Солнечной системы, где возможны полярные сияния? Ответ поясните.

– &nbsp– &nbsp–

В каких частях земной атмосферы наблюдается наибольшая активность полярных сияний?

только около Северного полюса 1) только в экваториальных широтах 2) около магнитных полюсов Земли 3) в любых местах земной атмосферы 4) Фотолюминесценция Некоторые вещества при освещении электромагнитным излучением сами начинают светиться. Такое свечение, или люминесценция, отличается важной особенностью: свет люминесценции имеет иной спектральный состав, чем свет, вызвавший свечение. Наблюдения показывают, что свет люминесценции характеризуется большей длиной волны, чем возбуждающий свет. Например, если пучок фиолетового света направить на колбочку с раствором флюоресцеина, то освещённая жидкость начинает ярко люминесцировать зелёно-жёлтым светом.

Некоторые тела сохраняют способность светиться некоторое время после того, как освещение их прекратилось. Такое послесвечение может иметь различную длительность: от долей секунды до многих часов. Принято называть свечение, прекращающееся с освещением, флюоресценцией, а свечение, имеющее заметную длительность, фосфоресценцией.

Фосфоресцирующие кристаллические порошки используются для покрытия специальных экранов, сохраняющих своё свечение две-три минуты после освещения. Такие экраны светятся и под действием рентгеновских лучей.

Очень важное применение нашли фосфоресцирующие порошки при изготовлении ламп дневного света. В газоразрядных лампах, наполненных парами ртути, при прохождении электрического тока возникает ультрафиолетовое излучение. Советский физик С.И. Вавилов предложил покрывать внутреннюю поверхность таких ламп специально изготовленным фосфоресцирующим составом, дающим при облучении ультрафиолетом видимый свет. Подбирая состав фосфоресцирующего вещества, можно получить спектральный состав излучаемого света, максимально приближённый к спектральному составу дневного света.

Явление люминесценции характеризуется крайне высокой чувствительностью: достаточно иногда 10 10 г

–– светящегося вещества, например в растворе, чтобы обнаружить это вещество по характерному свечению.

Это свойство лежит в основе люминесцентного анализа, который позволяет обнаружить ничтожно малые примеси и судить о загрязнениях или процессах, приводящих к изменению исходного вещества.

Ткани человека содержат большое количество разнообразных природных флуорофоров, которые имеют различные спектральные области флуоресценции. На рисунке представлены спектры свечения основных флуорофоров биологических тканей и шкала электромагнитных волн.

Согласно приведённым данным пироксидин светится красным светом 1)

– &nbsp– &nbsp–

фиолетовым светом 4) Два одинаковых кристалла, имеющих свойство фосфоресцировать в жёлтой части спектра, были предварительно освещены: первый красными лучами, второй синими лучами. Для какого из кристаллов можно будет наблюдать послесвечение? Ответ поясните.

При исследовании пищевых продуктов люминесцентный метод можно использовать для установления порчи и фальсификации продуктов.

В таблице приведены показатели люминесценции жиров.

Вид жира Цвет люминесценции Масло сливочное От бледно- до ярко-жёлтого Маргарин сливочный Голубоватый Маргарин «Экстра» Голубоватый Сало растительное Интенсивно-голубой Цвет люминесценции сливочного масла изменился с жёлто-зелёного на голубой. Это означает, что в сливочное масло могли добавить только маргарин сливочный 1) только маргарин «Экстра»

2) только сало растительное 3)

– &nbsp– &nbsp–

Альбедо Земли Температура у поверхности Земли зависит от отражательной способности планеты – альбедо. Альбедо поверхности – это отношение потока энергии отражённых солнечных лучей к потоку энергии падающих на поверхность солнечных лучей, выраженное в процентах или долях единицы. Альбедо Земли в видимой части спектра – около 40%. В отсутствие облаков оно было бы около 15%.

Альбедо зависит от многих факторов: наличия и состояния облачности, изменения ледников, времени года, и, соответственно, от осадков.

В 90-х годах XX века стала очевидна значительная роль аэрозолей – «облаков» мельчайших твёрдых и жидких частиц в атмосфере. При сжигании топлива в воздух попадают газообразные оксиды серы и азота; соединяясь в атмосфере с капельками воды, они образуют серную, азотную кислоты и аммиак, которые превращаются потом в сульфатный и нитратный аэрозоли. Аэрозоли не только отражают солнечный свет, не пропуская его к поверхности Земли. Аэрозольные частицы служат ядрами конденсации атмосферной влаги при образовании облаков и тем самым способствуют увеличению облачности. А это, в свою очередь, уменьшает приток солнечного тепла к земной поверхности.

Прозрачность для солнечных лучей в нижних слоях земной атмосферы зависит также от пожаров. Из-за пожаров в атмосферу поднимается пыль и сажа, которые плотным экраном закрывают Землю и увеличивают альбедо поверхности.

Какие утверждения справедливы?

А. Аэрозоли отражают солнечный свет и, тем самым, способствуют уменьшению альбедо Земли.

Б. Извержения вулканов способствуют увеличению альбедо Земли.

только А 1)

– &nbsp– &nbsp–

В таблице приведены некоторые характеристики для планет Солнечной системы – Венеры и Марса.

Известно, что альбедо Венеры А1 = 0,76, а альбедо Марса А2 = 0,15. Какая из характеристик, главным образом, повлияла на различие в альбедо планет?

– &nbsp– &nbsp–

1) А 2) Б 3) В 4) Г Увеличивается или уменьшается альбедо Земли в период извержения вулканов? Ответ поясните.

Под альбедо поверхности понимают

1) общий поток падающих на поверхность Земли солнечных лучей

2) отношение потока энергии отражённого излучения к потоку поглощённого излучения

3) отношение потока энергии отражённого излучения к потоку падающего излучения

4) разность между падающей и отражённой энергией излучения Парниковый эффект Для определения температуры нагреваемого Солнцем объекта важно знать его расстояние от Солнца. Чем ближе планета Солнечной системы к Солнцу, тем выше её средняя температура. Для объекта, удалённого от Солнца как Земля, значение средней температуры на поверхности:

T –15 °C.

В действительности климат Земли значительно более мягкий. Её средняя температура на поверхности составляет около 18 °C за счёт так называемого парникового эффекта – нагрева нижней части атмосферы излучением поверхности Земли.

В нижних слоях атмосферы преобладает азот (78%) и кислород (21%). На остальные составляющие приходится всего 1%. Но именно этот процент и определяет оптические свойства атмосферы, так как азот и кислород почти не взаимодействуют с излучением.

Эффект «парника» известен всем, имевшим дело с этим незамысловатым огородным сооружением. В атмосфере он выглядит так. Часть излучения Солнца, не отразившаяся от облаков, проходит через атмосферу, исполняющую роль стекла или плёнки, и нагревает земную поверхность. Нагретая поверхность остывает, испуская тепловое излучение, но это уже другое излучение – инфракрасное.

Средняя длина волны такого излучения значительно больше, чем приходящего от Солнца, и потому почти прозрачная для видимого света атмосфера пропускает инфракрасное излучение значительно хуже.

Пары воды поглощают около 62% инфракрасного излучения, что способствует нагреву нижних слоёв атмосферы. За водяным паром в списке парниковых газов следует углекислый газ (СО2), поглощающий в прозрачном воздухе 22% инфракрасного излучения Земли.

Атмосфера поглощает восходящий от поверхности планеты поток длинноволнового излучения, нагревается и, в свою очередь, нагревает поверхность Земли. Максимум в спектре излучения Солнца приходится на длину волны около 550 нм. Максимум в спектре излучения Земли приходится на длину волны примерно 10 мкм. Роль парникового эффекта иллюстрирует рисунок.

Рис. а. Кривая 1 – расчётный спектр излучения Солнца (с температурой фотосферы 6000 °С); кривая 2 – расчётный спектр излучения Земли (с температурой поверхности 25 °С) Рис. б. Поглощение (в процентном отношении) земной атмосферой излучения на разных длинах волн. На участке спектра от 10 до 20 мкм находятся полосы поглощения молекул CO2, H2O, O3, CH4. Они-то и поглощают излучение, приходящее с поверхности Земли Какое из приведенных ниже утверждений соответствуют кривой на рисунке 1(б)?

А. Видимое излучение, соответствующее максимуму солнечного спектра, проходит сквозь атмосферу практически беспрепятственно.

Б. Инфракрасное излучение с длиной волны, превышающей 10 мкм, практически не проходит за пределы земной атмосферы.

только А 1)

– &nbsp– &nbsp–

Значительная часть энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне. Условно различают три составляющих диапазона инфракрасного излучения: коротковолновая область (0,74–2,5 мкм), средневолновая область (2,5–50 мкм) и длинноволновая (50–100 мкм). Для какой(-их) области(-ей) солнечного инфракрасного излучения земная атмосфера является непрозрачной? Ответ поясните.

Благодаря парниковому эффекту в холодную пасмурную погоду шерстяная одежда предохраняет тело человека от переохлаждения 1) чай в термосе остаётся длительное время горячим 2) солнечные лучи, прошедшие через застеклённые окна, нагревают воздух в комнате 3) в летний солнечный день температура воды в водоёмах ниже температуры песка на берегу 4) Какой из газов играет наибольшую роль в парниковом эффекте атмосферы Земли?

азот 1)

– &nbsp– &nbsp–

Изучение спектров Все нагретые тела излучают электромагнитные волны.

Чтобы экспериментально исследовать зависимость интенсивности излучения от длины волны, необходимо:

1) разложить излучение в спектр;

2) измерить распределение энергии в спектре.

Для получения и исследования спектров служат спектральные аппараты – спектрографы. Схема призменного спектрографа представлена на рисунке. Исследуемое излучение поступает сначала в трубу, на одном конце которой имеется ширма с узкой щелью, а на другом – собирающая линза L1. Щель находится в фокусе линзы. Поэтому расходящийся световой пучок, попадающий на линзу из щели, выходит из неё параллельным пучком и падает на призму Р.

Так как разным частотам соответствуют различные показатели преломления, то из призмы выходят параллельные пучки разного цвета, не совпадающие по направлению. Они падают на линзу L2. На фокусном расстоянии от этой линзы располагается экран, матовое стекло или фотопластинка.

Линза L2 фокусирует параллельные пучки лучей на экране, и вместо одного изображения щели получается целый ряд изображений. Каждой частоте (точнее, узкому спектральному интервалу) соответствует своё изображение в виде цветной полоски. Все эти изображения вместе и образуют спектр.

Энергия излучения вызывает нагревание тела, поэтому достаточно измерить температуру тела и по ней судить о количестве поглощённой в единицу времени энергии. В качестве чувствительного элемента можно взять тонкую металлическую пластину, покрытую тонким слоем сажи, и по нагреванию пластины судить об энергии излучения в данной части спектра.

Разложение света в спектр в аппарате, изображённом на рисунке, основано на явлении дисперсии света 1) явлении отражения света 2) явлении поглощения света 3) свойствах тонкой линзы 4) В устройстве призменного спектрографа линза L2 (см. рисунок) служит для разложения света в спектр 1) фокусировки лучей определённой частоты в узкую полоску на экране 2) определения интенсивности излучения в различных частях спектра 3) преобразования расходящегося светового пучка в параллельные лучи 4) Нужно ли металлическую пластину термометра, используемого в спектрографе, покрывать слоем сажи?

Ответ поясните.

Полярные сияния Хорошо известно, что в местах земного шара, расположенных за Северным или Южным полярным кругом, во время полярной ночи на небе вспыхивает свечение разнообразной окраски и формы. Это и есть полярное сияние. Иногда оно имеет вид однородной дуги, неподвижной или пульсирующей; иногда как бы состоит из множества лучей разной длины, которые переливаются, свиваются в виде лент и т.п. Цвет этого свечения желтовато-зелёный, красный, серо-фиолетовый. Долгое время природа и происхождение полярных сияний оставались загадочными, и только недавно оно было объяснено. Удалось установить, что полярные сияния возникают на высоте от 80 до 1000 км над Землей, чаще всего на высоте около 100 км. Дальше было выяснено, что полярные сияния представляют собой свечение разреженных газов земной атмосферы.

Была замечена связь между полярными сияниями и рядом других явлений. Многолетние наблюдения показали, что периоды максимальной частоты полярных сияний регулярно повторяются через промежутки в 11,5 лет. В течение каждого такого промежутка количество полярных сияний сначала от года к году убывает, а затем начинает возрастать, чтобы через 11,5 лет достигнуть максимума.

Оказалось, что также периодически, с периодом 11,5 лет, меняется форма и положение тёмных пятен на солнечном диске. При этом в годы максимума солнечных пятен, или, как говорят, в годы максимальной солнечной активности, максимума достигает и количество полярных сияний. Такую же периодичность имеет и количество магнитных бурь, оно тоже достигает максимума в годы с наибольшей солнечной активностью.

Сопоставляя эти факты, учёные пришли к выводу, что пятна на Солнце являются теми местами, откуда с огромной скоростью выбрасываются в пространство потоки заряженных частиц – электронов. Попадая в верхние слои нашей атмосферы, электроны, обладающие большой энергией, ионизируют составляющие её газы и заставляют их светиться.

Заряженные частицы, испускаемые Солнцем, подходя к Земле, попадают в земное магнитное поле. На движущиеся в магнитном поле электроны действует сила Лоренца, которая отклоняет их от первоначального направления движения. Было показано, что заряженные частицы, отклоняемые магнитным полем Земли, могут попадать только в приполярные области земного шара. Эта теория хорошо согласуется с большим количеством фактов и является в настоящее время общепринятой.

Полярное сияние возникает в любом месте в атмосфере Земли на высоте менее 80 км 1) в местах земного шара за Северным или Южным полярным кругом на высоте от 80 до 1000 км 2) только на средних широтах на высоте более 80 км 3) только в местах земного шара за Северным или Южным полярным кругом на высоте более 1000 км 4) Полярное сияние – это А. свечение разреженных газов земной атмосферы.

Б. электрический ток в электролите, которым является влажный воздух.

– &nbsp– &nbsp–

Связана ли периодичность полярных сияний с солнечной активностью? Ответ поясните.

Космические лучи Космические лучи представляют собой потоки быстрых заряженных частиц – протонов, электронов, ядер различных химических элементов, летящих в различных направлениях в космическом пространстве со скоростью более 100 000 кмс. Попадая в земную атмосферу, частицы космических лучей сталкиваются в ней с ядрами атомов азота и кислорода и разрушают их. В результате возникают потоки новых элементарных частиц. Такие частицы, рождённые в атмосфере, называются вторичными космическими лучами. Вторичные космические лучи регистрируются с помощью специальных приборов. Первичные космические лучи практически не достигают Земли, и лишь небольшое их количество регистрируют высоко в горах.

Большинство частиц космических лучей, приходящих к Земле, имеет энергию более 10 10 Дж. Для

– сравнения можно сказать, что в недрах Солнца, где вещество нагрето до температуры 15 000 000 °С, средняя энергия частиц плазмы составляет лишь миллионную долю энергии частиц космических лучей.

Космические лучи ежесекундно пронизывают каждый квадратный сантиметр межпланетного и межзвёздного пространства. На площадку с поверхностью в 1 м 2 попадает в среднем около 10 000 частиц в секунду.

Более 90% частиц первичных космических лучей всех энергий составляют протоны, около 7% приходится на альфа-частицы (ядра атомов гелия), около 2% – на ядра более тяжёлых атомов, и примерно 1% – на электроны. По своей природе космические лучи делятся на солнечные и галактические. Солнечные космические лучи образуются, главным образом, при вспышках на Солнце. Потоки солнечных космических лучей могут представлять серьёзную радиационную опасность для космонавтов.

Космические лучи, попадающие извне в Солнечную систему, называют галактическими. Они движутся в межзвёздном пространстве по довольно запутанным траекториям, меняя направление полёта под действием магнитного поля, существующего между звёздами нашей Галактики.

Основным источником космических лучей в межзвёздном пространстве являются, как считают сегодня учёные, взрывы сверхновых звёзд. Получив огромную энергию, частицы космических лучей десятки миллионов лет блуждают по Галактике в различных направлениях, прежде чем потеряют свою энергию при столкновении с атомами межзвёздного газа.

Каков порядок средней энергии частиц в недрах Солнца?

10 16 Дж 10 10 Дж 10 4 Дж 106 Дж 1) 2) 3) 4)

– – – Опасны ли солнечные космические лучи для экипажей космических кораблей? Ответ поясните.

– &nbsp– &nbsp–

Микроскоп Человеческий глаз характеризуется определённым разрешением (предельной разрешающей способностью), то есть наименьшим расстоянием между двумя точками наблюдаемого объекта, при котором эти точки ещё могут быть отличены одна от другой. Для нормального глаза при удалении от объекта на расстояние наилучшего видения (D = 250 мм) среднестатистическое нормальное разрешение составляет 0,176 мм. Размеры микроорганизмов, большинства растительных и животных клеток, мелких кристаллов, деталей микроструктуры металлов и сплавов и т.д. значительно меньше этой величины.

Увеличение разрешающей способности глаза достигается с помощью оптических приборов. При наблюдении мелких предметов применяют оптический микроскоп.

Увеличенное изображение предмета в микроскопе получается с помощью оптической системы, состоящей из двух короткофокусных собирающих линз – объектива и окуляра (рис. 1). Расстояние между объективом и окуляром можно изменять при настройке на резкость. Предмет S помещается на расстоянии, немного большем фокусного расстояния объектива. В этом случае объектив даст действительное перевёрнутое увеличенное изображение S1 предмета. Это промежуточное изображение рассматривается глазом через окуляр. Окуляр располагают так, чтобы промежуточное изображение S1 находилось немного ближе его фокальной плоскости. Окуляр действует как лупа. S2 – изображение, которое увидит человеческий глаз через окуляр.

Рис.1 Ход лучей в микроскопе Хороший микроскоп может давать увеличение в несколько сотен раз. Однако, осуществляя большие увеличения, мы можем повысить разрешающую способность микроскопа лишь до известного предела.

Это связано с тем фактом, что становится необходимым учитывать волновые свойства света.

Фундаментальное ограничение заключается в невозможности получить при помощи электромагнитного излучения изображение объекта, меньшего по размерам, чем длина волны этого излучения. Предельная разрешающая способность микроскопа связана с длиной волны электромагнитного излучения.

«Проникнуть глубже» в микромир возможно при применении излучений с меньшими длинами волн.

Изображение предмета, получаемое через окуляр, является

1) мнимым уменьшенным

2) мнимым увеличенным

3) действительным увеличенным

4) действительным уменьшенным Можно ли повышать безгранично разрешающую способность микроскопа? Ответ поясните.

Принципиальное ограничение разрешающей способности микроскопа определяется

1) оптической силой объектива

2) длиной волны используемого излучения

3) интенсивностью используемого излучения

Маглев

Маглев

Привод

электродвигатель

Период

с 1979 года

Скорость

до 603 км/ч

Область применения

городской и междугородный общественный транспорт

Инфраструктура

магнитный рельсовый путь

Поезд на магнитной подушке, магнитопла́н или магле́в (от англ. magnetic levitation «магнитная левитация») — это поезд, удерживаемый над полотном дороги, движимый и управляемый силой электромагнитного поля. Такой состав, в отличие от традиционных поездов, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью полотна существует зазор, трение между ними исключается, и единственной тормозящей силой является аэродинамическое сопротивление. Относится к монорельсовому транспорту (хотя вместо магнитного рельса может быть устроен канал между магнитами — как на JR-Maglev).

Скорость, достигаемая поездом на магнитной подушке, сравнима со скоростью самолёта и позволяет составить конкуренцию воздушному транспорту на ближне- и среднемагистральных направлениях (до 1000 км). Сама идея такого транспорта не нова, экономические и технические ограничения не позволили ей развернуться в полной мере: для публичного использования технология воплощалась всего несколько раз. В настоящее время маглев не может использовать существующую транспортную инфраструктуру, но уже есть проекты с расположением магнитных элементов между рельсами обычной железной дороги или под полотном автотрассы.

Технология

На данный момент существует 3 основных технологии магнитного подвеса поездов:

  1. На сверхпроводящих магнитах (электродинамическая подвеска, EDS)
  2. На электромагнитах (электромагнитная подвеска, EMS)
  3. На постоянных магнитах; это новая и потенциально самая экономичная системa.

Состав левитирует за счёт отталкивания одинаковых магнитных полюсов и, наоборот, притягивания противоположных полюсов. Движение осуществляется линейным двигателем, расположенным либо на поезде, либо на пути, либо и там, и там. Серьёзной проблемой проектирования является большой вес достаточно мощных магнитов, поскольку требуется сильное магнитное поле для поддержания в воздухе массивного состава.

Наиболее активные разработки маглева ведут Германия, Япония, Китай, и Южная Корея.

Поездка в поезде Transrapid по маршруту Шанхай — Аэропорт Пудун — Шанхай. Виды из салона и кабины поезда

Достоинства

  • Самая высокая скорость из всех видов общественного наземного транспорта.
  • Достаточно низкое потребление электроэнергии (энергия у маглева расходуется в три раза эффективнее, чем у автомобиля и в пять раз — чем у самолёта).
  • Снижение эксплуатационных затрат в связи со значительным уменьшением трения деталей.
  • Огромные перспективы по достижению скоростей, многократно превышающих скорости, используемые в реактивной авиации при уменьшении аэродинамического сопротивления путём помещения состава в вакуумный тоннель. В связи с этим прорабатываются проекты по использованию магнитных ускорителей в качестве средства вывода полезной нагрузки в космос.
  • Низкий шум.
  • КПД данного поезда выше в сравнении с КПД современных поездов.

Недостатки

  • Высокая стоимость создания и обслуживания колеи (стоимость постройки одного километра маглев-колеи сопоставима с проходкой километра тоннеля метро закрытым способом).
  • Рельсовые пути стандартной ширины, перестроенные под скоростное движение, остаются доступными для обычных пассажирских и пригородных поездов. Путь маглева ни для чего другого не пригоден; потребуются дополнительные пути для низкоскоростного сообщения.
  • Электромагнитное загрязнение. А также не нашедший на данный момент подтверждения электросмог, который гипотетически мог бы негативно воздействовать на окружающую среду и здоровье людей. Возможны помехи в работе электроприборов.

Реализация

Поезд Transrapid 08 на станции полигона Эмсланд

Германия

Эмсланд

Transrapid, немецкая компания по разработке маглева, построила в 1984 году в Эмсланде испытательный трек общей длиной 31,5 км. Дорога проложена между Дёрпеном и Латеном, имеет одну колею с оборотными петлями на каждом конце. Поезда беспилотные, весь контроль движением осуществляется из диспетчерского пункта. Максимальная скорость движения, которую удавалось развить на прямом участке дороги во время испытаний — 501 км/ч.

Лицензия на использование трассы закончилась в 2011 году, после чего трасса была закрыта. Трасса маглева должна была быть разобрана в 2012 году, но демонтаж до сих пор не начат. Поезд Трансрапид 09 находится в г. Латене в законсервированном состоянии и его последующее запланированное использование на острове Тенерифе остаётся на стадии концепции.

  • Transrapid 04

  • Transrapid 05

  • Transrapid 06

  • Transrapid 07

  • Transrapid 08

  • Transrapid 09

M-Bahn в Берлине

Поезд M-Bahn

Первая публичная система маглев (M-Bahn) построена в Берлине в 1980-х годах.

Дорога длиной 1,6 км соединяла 3 станции метро от железнодорожного узла Gleisdreieck до выставочного комплекса на Potsdamer Straße и была открыта для движения пассажиров 28 августа 1989 года. Поезда могли достигать скорости 80 км/ч и вмещали до 130 пассажиров. Проезд был бесплатный, вагоны управлялись автоматически без машиниста, дорога работала только по выходным дням. В районе, куда подходила дорога, предполагалось провести массовое строительство. Дорога была построена на эстакадном участке бывшей линии метро U2, где движение было прервано в связи с разделением Германии и разрушениями во время войны. По окончании необходимых испытаний, во время которых было пройдено более 100 тыс. км и перевезено более 1,7 млн пассажиров, 18 июля 1991 года линия перешла в промышленную эксплуатацию и включена в систему общественного транспорта Берлина.

После разрушения Берлинской стены население Берлина фактически удвоилось и потребовалось соединить транспортные сети Востока и Запада. Новая дорога прерывала важную линию метро, а городу требовалось обеспечить высокий пассажиропоток. Через 13 дней после ввода в промышленную эксплуатацию, 31 июля 1991 года, муниципалитет принял решение демонтировать магнитную дорогу и восстановить метро. C 17 сентября дорога была демонтирована, а позднее — восстановлено метро.

Бирмингем (Великобритания)

Нескоростной маглев-челнок ходил от Бирмингемского аэропорта к ближайшей железнодорожной станции в период с 1984 по 1995 годы. Длина трассы составляла 600 м, и зазор подвеса составлял 1,5 см. Дорога, проработав 10 лет, была закрыта из-за жалоб пассажиров на неудобства и была заменена традиционной монорельсовой дорогой.

СССР

Экспериментальный вагон «ТП-05» в Раменском

В СССР в 1979 году в городе Раменском (Московская область) был построен экспериментальный тестовый участок для ходовых испытаний вагонов на магнитном подвесе в виде эстакады длиной 600 м, впоследствии продлённый до 980 м. В период с конца 1970-х по 1980-е годы было создано пять опытных образцов вагонов, получивших обозначения серий от ТП-01 до ТП-05.

Строительство первой магнитной железной дороги было начато в 1987 году в Армении и по плану должно было быть завершено в 1991 г. Эта дорога должна была соединить через Абовян города Ереван и Севан, однако Спитакское землетрясение 1988 года и военные события стали причиной замораживания проекта. Поезда должны были развивать скорость 250 км/ч, в итоге была построена лишь эстакада.

  • Экспериментальный вагон «ТП-01» в Раменском

  • Экспериментальный вагон «ТП-05» в Раменском

Китай

Поезд Transrapid Шанхайского маглева

Шанхай

Основная статья: Шанхайский маглев

Высокоскоростная маглев-трасса от шанхайского аэропорта Пудун до первой станции метро Шанхая. Линия построена немецкой компанией Siemens и открыта в 2002 году. В качестве подвижного состава используются модифицированные поезда Transrapid 08. Длина трассы — 30 км; максимальная скорость поезда — 430 км/час; время в пути — 10 мин.; цена билета — 40 юаней (примерно 6 долл. США).

На начало 2017 года шанхайский маглев является единственным в мире высокоскоростным поездом на магнитной подушке, находящимся в коммерческой эксплуатации.

Чанша

Основная статья: Маглев Чанши Маглев Чанши

Вторая маглев-линия в Китае была построена в городе Чанша. В отличие от Шанхайской линии, она не является высокоскоростной и построена по собственной технологии китайской разработки Длина линии составляет 18,55 километров. Линия имеет три станции и соединяет международный аэропорт Чанша и высокоскоростной железнодорожный вокзал Чанша Южная с промежуточной остановкой Лангли. Конструкционная скорость поездов составляет 120 км/ч, однако в настоящее время она ограничена до 100 км/ч.

Строительство линии было начато в мае 2014 года, стоимость проекта составила 4,6 миллиарда юаней (749 миллионов долларов).. Испытания поездов начались 26 декабря 2015 года, а с 6 мая 2016 года линия открылась для пассажиров и были начаты регулярные перевозки

Пекин

Основная статья: Пекинский маглев Пекинский маглев

В конце 2017 года в системе пекинского метрополитена была открыта первая автоматизированная линия S1 длиной 10,2 км также невысокоскоростного маглева отечественной разработки.

Япония

В Японии испытывается дорога в окрестностях префектуры Яманаси по технологии JR-Maglev. Скорость, достигнутая в процессе испытаний MLX01-901 с пассажирами 2 декабря 2003, составила 581 км/ч.

Там же, в Японии, к открытию выставки Expo 2005 в марте 2005 введена в коммерческую эксплуатацию новая трасса. 9-километровая линия Линимо (Нагоя) состоит из 9 станций. Минимальный радиус — 75 м, максимальный уклон — 6 %. Линейный двигатель позволяет поезду разгоняться до 100 км/ч за считанные секунды. Линия обслуживает территорию, прилегающую к месту проведения выставки, университету префектуры Айти (префектура), а также некоторые районы Нагакутэ. Поезда изготовлены компанией Chubu HSST Development Corp.

В 2027 году планируется открытие регулярного движения между городами Токио и Нагоя.

16 апреля 2015 года поезд на магнитной подушке японской компании Central Japan Railway установил новый рекорд скорости, разогнавшись до 590 километров в час. Состав из семи вагонов шёл на этой скорости в течение 19 секунд во время испытаний на участке железной дороги из города Уэнохара в Фуэфуки.

21 апреля 2015 года в ходе испытаний на экспериментальном участке путей протяжённостью 42,8 километра в префектуре Яманаси состав с вагонами серии L0 развил скорость в 603 км/ч.

  • Поезд MLX01-2

  • Поезд L0

Южная Корея

Дорога относится к типу городского маглева (urban (or low- and medium-speed) maglev transport). Она связывает международный аэропорт Инчхон с базой отдыха Yongyoo-Mui. Количество станций — 6, длина — 6,1 км. Максимальная скорость движения составит 110 км/ч. Начало эксплуатации — 3 февраля 2016 г. Используются собственные технологии южнокорейской компании Hyundai Rotem. В дальнейшем Южная Корея намерена развивать сеть городских и междугородних скоростных линий MAGLEV. Главным поставщиком составов и оборудования также должна стать компания Hyundai Rotem (подразделение многопрофильного холдинга Hyundai).

Наиболее серьёзные аварии

  • Было два инцидента, связанных с пожарами. Японский испытательный поезд MLU002, действовавший в Миядзаки, был полностью уничтожен в результате пожара в 1991 году.
  • 11 августа 2006 года в 14:20, вскоре после отправления со станции шанхайского метро Лунъян Лу (龙阳路long yang lu), произошло возгорание батареи в шанхайском экспрессе, построенном компанией Transrapid. Была произведена эвакуация пассажиров, на место прибыли пожарные подразделения и к 15:40 пожар был ликвидирован, жертв и пострадавших нет. В результате проведённого расследования было выяснено, что причиной была неполадка в электрических системах маглева, возникшая в установленном на борту батарейном модуле.
  • 22 сентября 2006 года на испытательном полигоне компании Transrapid в Эмсланде (Германия) из-за сбоя в сигнализации произошло серьёзное крушение поездов — маглев Transrapid 08 на скорости около 170 километров в час врезался в вагон ремонтной службы, в результате инцидента 21 человек погиб и 10 были серьёзно ранены. После почти годичного расследования причиной аварии была названа человеческая ошибка, вину возложили на трёх сотрудников Transrapid.

> См. также

  • Вакуумный поезд
  • Гравитационный поезд
  • Hyperloop
  • Космическая пушка

Примечания

  1. JR-Maglev, скорость до 581 км/ч с пассажирами на борту
  2. Вакуумный поезд
  3. Проект вакуумного туннельного транспорта ETT
  4. Высокоскоростной магнитный транспорт с электродинамической левитацией, Гл. 10.1, 2001
  5. «Vactrain»
  6. Первая космическая миля: орбита
  7. Создатель маглева призывает летать в космос на поезде (недоступная ссылка). Дата обращения 20 марта 2012. Архивировано 4 марта 2012 года.
  8. What are electromagnetic fields? (англ.). World Health Organization. Дата обращения 21 ноября 2017.
  9. Chronik des Berliner M-Bahn-Testbetriebs (нем.).
  10. Typenblatt Fahrzeugtyp M80/2 (нем.).
  11. M-Bahn Berlin (нем.).
  12. Тим Скоренко: «Советский маглев: 25 лет под целлофаном» in Популярная Механика, Mai 2015 Nr. 5 (151), S. 52-56
  13. The unknown russian monorail
  14. http://guryevandrey.narod.ru/artikals/Maglev.pdf
  15. 1 2 «A high speed getaway like no other»
  16. 中国首条国产中低速磁悬浮铁路开通试运营.
  17. New maglev projects on track for launch next year. China.org.cn (9 июля 2014).
  18. Changsha airport maglev line openes. Railway Gazette (4 апреля 2016).
  19. Changsha maglev project in progress. China Daily (27 ноября 2014).
  20. Trial operation of magnetic levitation line in Changsha to start. People’s Daily Online (6 мая 2015).
  21. В тестовом режиме начата эксплуатация первой в Пекине маглев-линии S1
  22. Chubu Hsst Development Corporation
  23. Новое поколение серии L0
  24. Japan’s maglev train sets world speed record at 590 kph.
  25. Maglev train clocks 603 kph during test run, notching up new world record.
  26. Kbs World. KBS World.
  27. В аварии сверхскоростного поезда погиб 21 человек

Основные элементы АМП

  • Подшипник радиальный. Устройство, которое имеет электромагниты на статоре. Они удерживают ротор. На роторе имеются специальные пластины из ферромагнита. При подвешивании ротора в средней точке отсутствует его контакт со статором. Индуктивные датчики отслеживают малейшее отклонение положения ротора в пространстве от номинального. Сигналы от них управляют силой магнитов в той или иной точке для восстановления равновесия в системе. Зазор радиальный составляет 0.50-1.00 мм, осевой — 0.60-1.80 мм.

  • Магнитный работает таким же образом, как и радиальный. На валу ротора закреплен упорный диск, по обе стороны которого располагаются электромагниты, закрепленные на статоре.
  • Подшипники страховочные предназначены для удержания ротора, когда устройство находится в выключенном состоянии либо в аварийных ситуациях. В процессе работы вспомогательные магнитные подшипники не задействованы. Зазор между ними и валом ротора в два раза меньше, чем у магнитного подшипника. Страховочные элементы собраны на базе шариковых устройств либо
  • Электроника управления включает в себя датчики положения вала ротора, преобразователи и усилители. Вся система работает по принципу регулировки магнитного потока в каждом отдельном модуле электромагнита.

Магнитная лента в ступичном подшипнике

Понятие «магнитный относится к системе ASB, которая широко используется в современных автомобилях. Подшипник ASB отличается тем, что внутри имеет встроенный датчик скорости вращения колеса. Этот датчик является активным устройством, внедренным в прокладку подшипника. Он построен на базе магнитного кольца, на котором чередуются полюсы элемента, считывающего изменение магнитного потока.

Когда подшипник вращается, происходит постоянное изменение магнитного поля, создаваемого магнитным кольцом. Датчик проводит регистрацию этого изменения, формируя сигнал. Далее сигнал попадает в микропроцессор. Благодаря нему работают такие системы, как ABS и ESP. Уже они корректируют работу автомобиля. ESP отвечает за электронную стабилизацию, ABS регулирует вращение колес, уровень давления в системе — тормозной. Он следит за работой рулевой системы, ускорением в боковом направлении, а также корректирует работу трансмиссии и двигателя.

Главным плюсом подшипника ASB является возможность контролировать скорость вращения даже при очень низких оборотах. При этом массогабаритные показатели ступицы улучшаются, монтаж подшипника упрощается.

Как сделать подшипник магнитный

Простейший магнитный подшипник своими руками сделать несложно. Он не подойдет для практического применения, зато наглядно покажет возможности магнитной силы. Для этого понадобятся четыре неодимовых магнита одного диаметра, два магнита чуть меньшего диаметра, вал, например отрезок пластиковой трубки, и упор, например стеклянная пол-литровая банка. Магниты меньшего диаметра с помощью термоклея крепят к торцам трубки таким образом, чтобы получилась как бы катушка. Посередине одного из этих магнитов снаружи приклеивают пластиковый шарик. Одинаковые полюса должны смотреть наружу. Четыре магнита такими же полюсами вверх раскладывают попарно на расстоянии длины отрезка трубки. Ротор располагают над лежащими магнитами и с той стороны, где приклеен пластиковый шарик, подпирают его пластиковой банкой. Вот магнитный подшипник и готов.

насмотревшись видео отдельных товарищей, типа таких

решил и я отметится в этой теме. на мой взгляд видео довольно безграмотное, так что вполне можно по-свистеть из партера.

перебрав в голове кучу схем, посмотрев принцип подвеса в центральной части в видео Белецкого, поняв как работает игрушка «левитрнон», пришел к простой схеме. понятно, что опорных шипа должно быть два на одной оси, сам шип выполнен из стали, а кольца жестко на оси зафиксированны. вместо цельных колец вполне можно уложить не очень большие магниты в форме призмы или цилиндра расположенные по окружности. принцип такойже как в известной игрушке «ливитрон». только вместо героскопического момента, который не дает волчку опрокинутся мы используем «распор» между жестко закрепленными на оси подставками.

ниже видео с игрушкой «ливитрон»

а здесь схема которую предлагаю я. по сути это и есть игрушка на видео выше, но как я уже говорил, ей необходимо что-то что не довало бы опорному шипу опрокинутся. в видео выше используется гироскопический момент, я использую две подставки и распор между ними.

попробуем обосновать работу это конструкции, как я её вижу:

магниты отатлкиваются, значит слабое место — нужно стабилизировать эти шипы по оси. здесь я использовал такую идею: магнит пытается вытолкнуть шип в зону с наименьшей напряженностью поля, т.к. шип имеет противоположную кольцу намагниченость и сам магнит кольцевой, где в достаточно большой области, расположенной вдоль оси, напряженность меньше чем на переферии. т.е. распределение напряженности магнитного поля по-форме напомянает стакан — в стенке напряженность максимальна, а на оси минимальна.

шип должен стабилизироваться по оси, с одновременным выталкиванием из кольцевого магнита в зону с наименьшей напряженностью поля. т.е. если таких шипа два на одной оси и кольцевые магниты жестко зафиксированны — ось должна «зависнуть».

получается, что находится в зоне с меньшей напряженностью поля наиболее энергетически выгодно.

порывшись еще в интернете нашел похожую конструкцию:

здесь тоже формируется зона с меньшей напряженностью, находится она тоже по оси между магнитами, так же используется угол. в общем идеалогия очень похожая, однако если говрить о компактном подшипнике — вариант выше выглядит лучше, однако требует магнитов специальной формы. т.е. разница между схемами в том, что я выдавливаю в зону с меньшей напряженностью опорную часть, а в схеме выше само формирование такой зоны обеспечивает положение на оси.
для наглядности сравнения я перерисовал свою схему:

по сути они зеркальны. вообще идея не нова — все они крутятся вокруг одного и того же, у меня даже есть подозрения, что автор ролика выше просто не искакал предполагаемых решений

здесь практически один в один, если конические упоры сделать не цельным, а составными — магнитопровод + кольцевой магнит, то получится моя схема. я бы даже сказал начальная неоптимизированная идея — рисунок ниже. только рисунок выше работает на «притяжение» ротора, а я изначально планировал «отталкивание»

для особо одаренных хочу заметить, данный подвес не нарушает теоремы (запрет) Ирншоу. дело в том что речь идет здесь не о чисто магнитном подвесе, без жесткой фиксации центров на оси т.е. одна ось жестко зафиксирована, ничего работать не будет. т.е. речь идет о выборе точки опоры и не более того.

на всамом деле, если посмотреть видео Белецкого, то там видно, что примерно такая конфигурация полей уже используется где не поподя, не хватает только финального штриха. конический магнитопровод распределяет «отталкивание» по двум осям, третью же ось Ирншоу велел зафиксировать иначе, я не стал спорить и жестко её зафиксировал механически. почему Белецкий не попробывал такой вариант я не знаю. фактически ему нужно два «ливитрона» — подставки зафиксировать на оси, а на волчки соединить медной трубкой.

еще можно заметить, что можно использовать наконечники из любого дастаточно сильного диамегнетика в место магнита полярности противоположной магнитному опорному кольцу. т.е. заменить связку магнит+конический магнитопровод, просто на конус из диамагнетика. фиксация на оси будет более надежной, но диамагнетики не отличаются сильным взаимодействием и нужны большие напряженности поля и большой «объем» этого поля, чтобы применять это хоть как-то. за счет того что поле аксильно равномерное относительно оси вращения, изменения магнитного поля происходить при вращении не будет т.е. подобный подшипник не создаёт противодействия вращению.

по логике вещей такой принцип должен быть применим и для подвески плазмы — пропатченная «магнитная бутылка» (пробкотрон), что же поживем — увидем.

почему я так уверен в результате? ну потому что его не может не быть:) единственно что возможно придется сделать магнитопроводы в форме конуса и чашки для более «жесткой» конфигурации поля.
ну и такжк можно найти видео с подобным подвесом:

здесь автор не использует каких-либо магнитопроводов и использует упор на иглу, как в общем-то и нужно, понимая теорему Ирншоу. но ведь кольца уже жестко закреплены на оси, значит можно распереть ось между ними, чего лего добится используя конические магнитопроводы на магнитах на оси. т.е. пока не пробили «дно» «магнитного стакана» магнитопровод все труднее впихнуть в кольцо т.к. магнитная проницаемость воздуха меньше чем магнитопровода — уменьшение воздушной прослойки приведет к возрастанию напряженности поля. т.е. одна ось жестко закреплена механически — тогда опор на иглу будет не нужен. т.е. см. самый первый рисунок.

P.S.
вот чего нашел. из сери дурная голова рукам покая не дает — автор тот еще белецкий — накручено там мама не горюй — конфигурация поля довольно сложная, более того не однородная по оси вращения т.е. при вращении буде изменение пока магнитной индукции в оси со всеми вытикающими… обратите внимание на шарик в кольцевом магните, с другой же стороны в кольцевом магните цилиндр. т.е. человек тупо испохабил принцип подвеса описанный здесь.

ну или пропаичил подвес на фотографии т.е. перцы на фото используют опор на иглу, а он в место иглы повесил шарик — ай шайтан — сработало — кто бы мог подумать (помню мне доказывали что я не правильно понимаю теорему Ирншоу), однако ума повесить два шарика и использовать всего два кольца видимо не хватает. т.е. количество магнитов в устройстве на видео можно легко сократить до 4-х, а возможно до 3-х т.е. конфигурацию с цилиндром в одном кольце и шариком в другом можно считать экспериментально доказаной работающей см. рисунок изначальной идеи. там я использовал два симитричных упора и цилинд + конус, хотя считаю что конус что часть сферы от полюса до диаметра работают одинакого.

стало быть сам упор выглядит так — это магнитопровод (т.е железный, никелевый и т.п.)в него просто

закладывается магнит-кольцо. ответнаая часть такая же, только наоборот:) и работают два упора в распоре- товарищ Ирншоу запретил рабоать по одному упору.

Магнитный подшипник, как и остальные механизмы подшипниковой группы, служит опорой для вращающегося вала. Но в отличие от распространенных подшипников качения и подшипников скольжения соединение с валом является механически бесконтактным, то есть используется принцип левитации.

Классификация и принцип работы

Используя принцип левитации, вращающийся вал буквально парит в мощном магнитном поле. Контролировать движение вала и координировать работу магнитной установки позволяет сложная система датчиков, которая постоянно отслеживает состояние системы и подает необходимые управляющие сигналы, меняя силу притяжения с той или иной стороны.

Магнитные подшипники делятся на две большие группы – активные и пассивные. Более подробно об устройстве каждого типа подшипника ниже.

  1. Активные магнитные подшипники.

Также их называют активными магнитными подвесами. Как упоминалось выше, состоят они из двух частей – непосредственно сам подшипник, а также электронная система управления магнитным полем.

1, 3 – силовые катушки; 2 — вал Различают радиальный и упорные механизмы (по типу воспринимаемой нагрузки), но принцип работы у них один и тот же. Используется специальный ротор (обычный вал не подойдет), модифицированный ферромагнитными блоками. Этот ротор «висит» в магнитном поле, создаваемом электромагнитными катушками, которые находятся на статоре, то есть вокруг вала на 360 градусов, образуя кольцо.

Между ротором и статором образуется воздушный зазор, что позволяет деталям вращаться с минимальным трением.

Изображенным механизмом управляет специальная электронная система, которая с помощью датчиков постоянно отслеживает положение ротора относительно катушек и при малейшем его смещении подает управляющий ток на соответствующую катушку. Это позволяет поддерживать ротор в одном и том же положении.

Расчет таких системы можно более детально изучить в приложенной документации .

  1. Пассивные магнитные подшипники.

Активные магнитные подвесы достаточно широко используются в промышленности, в то время как пассивные системы еще находятся в стадии разработки и испытаний. Как вытекает из названия, ключевым отличием является отсутствие активных элементов, то есть используются постоянные магниты. Но система из нескольких постоянных магнитов очень неустойчива, поэтому практическое применение подобных систем пока под вопросом. На схеме ниже условно представлен принцип работы пассивных механических подвесов.

Ротор оснащен постоянным магнитом так же, как и статор, расположенный кольцом вокруг ротора. Одноименные полюса расположены рядом в радиальном направлении, что создает эффект левитации вала. Подобную систему можно даже собрать своими руками.

Области применения

Возможность работы при любых температурах, в условиях вакуума и отсутствия смазки позволяет использовать подвесы в космической промышленности, в станках нефтеперерабатывающей промышленности. Также они нашли свое применение в газовых центрифугах для обогащения урана. Различные электростанции также используют магнитные подвесы в своих генерирующих установках.

Ниже несколько интересных видео по теме.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Основным элементом многих машин является ротор, вращающийся в подшипниковых опорах. Рост скоростей вращения и мощностей роторных машин при одновременной тенденции к уменьшению массовых и габаритных показателей выдвигает проблему повышения долговечности подшипниковых узлов как первоочередную. Кроме того, в целом ряде областей современной техники требуются подшипники, способные надежно работать в экстремальных условиях: в вакууме, при высоких и низких температурах, сверхчистых технологиях, в агрессивных средах и т. п. Создание таких подшипников также является актуальной технической проблемой.
Решение указанных проблем может осуществляться как совершенствованием традиционных подшипников качения и скольжения. так и созданием нетрадиционных подшипников, в которых используются иные физические принципы действия.
Традиционные подшипники качения и скольжения (жидкостные и газовые) к настоящему пременн достигли высокого технического уровня. Однако природа протекающих в них процессов ограничивает, о иногда делает принципиально невозможным применение этих подшипников для достижения указанных выше целей. Так, существенными недостатками подшипников качения являются наличие механического контакта между подвижными и неподвижными частями и необходимость в смазке дорожек качения. В подшипниках скольжения механический контакт отсутствует, но необходимы система иодичн смазочного материала для создания смазочного слоя и герметизация этого слоя. Очевидно, что совершенствование узлов герметизации может лишь уменьшить, но не полиостью устранить взаимное проникновение смазочного материала и внешней среды.
От указанных недостатков свободны подшипники, в которых для создания опорных реакций используются магнитные и электрические поля. Среди них наибольший практический интерес представляют активные магнитные подшипники (АМП). Работа АМН основана нл известном принципе активного магнитного подвеса ферромагнитного тела: стабилизация тела заданном положении осушссталястся силами магнитного притяжения, действующими на тело со стороны управляемых электромагнитов. Токи в обмотках электромагнитов формируются при помощи системы автоматического управления, состоящей из датчиков перемещений тела, электронного регулятора и усилителей мощности, питающихся от внешнего источника электрической энергии.
Первые примеры практического использования активных магнитных подвесов в измерительных приборах относятся к 40-м годам XX столетия. Они связаны с именами Д. Бимса и Д. Хри-зингера (США) и О. Г. Кацнельсона и А. С. Эдельштейна (СССР). Первый активный магнитный подшипник был предложен и экспериментально исследован в 1960 году Р. Сикссмитом (США). Широкое практическое применение АМН в нашей стране и за рубежом началось в начале 70-х годов XX столетня.
Отсутствие в АМП механического контакта и необходимости смазки делает их весьма перспективными во многих областях техники. Это, прежде всего: турбины и насосы в вакуумной и криогенной технике; машины для сверхчистых технологий и для работы в агрессивных средах; машины и приборы для ядерных и космических установок; гороскопы; инерционные накопители энергии; а также изделия для общего машиностроения и приборостроения — шлифовальные и фрезерные высокоскоростные шпиндели, текстильные машины. центрифуги, турбины, балансировочные станки, вибростенды, роботы, точные измерительные приборы и т. д.
Однако, несмотря на имеющиеся успехи, AMJI внедряются на практике значительно медленнее, чем это ожидалось из прогнозов, сделанных в начале 1970-х годов. Прежде всего, это объясняется замедленным восприятием промышленностью новшеств, в том числе и АМП. Как и любое новшество, чтобы быть востребованным, АМП нуждаются в популяризации.
К сожалению, на момент написания этих строк активным магнитным подшипникам посвящена лишь одна книга : G.Schweitzer. Н. Bleulerand A. Traxler «Active magnetic bearings», ETH Zurich, 1994, 244 p., изданная на английском и немецком языках. Небольшая по объему, эта книга ориентирована н первую очередь на читателя, делающего первые шаги в понимании тех проблем, которые возникают при создании АМП. Предъявляя весьма скромные требования к инженерной и математической подготовке читателя, авторы выстраивают основные идеи и понятия в такой продуманной последовательности, которая позволяет начинающему легко войти в курс дела и концептуально овладеть новой для себя областью. Несомненно, указанная книга является заметным явлением, а ее популяризаторскую роль трудно переоценить.
Читатель может спросить, стоило ли писать настоящую монографию, а не ограничиться переводом ни русский ялык цитированной выше книги . Во-первых, начиная с 1992 года меня приглашали прочитать лекции по АМН в университетах России. Финляндии и Швеции. Из этих лекций выросла книга. Во-вторых, многие мои коллеги высказывали желание получить книгу об ЛМП, написанную для разработчиков машин с АМП. В-третьих, я также сознавал, что многие инженеры, которые вовсе не специализируются в области АМП, нуждаются в книге, исследующей такой объект управления, как электромагнит.
Цель этой книги состоит в том, чтобы вооружить инженеров методами математического моделирования, синтеза и анализа АМП и способствовать тем самым возбуждению интереса к этой новой области техники. Не сомневаюсь, что книга будет также полезна для студентов многих технических специальностей, особенно при курсовом и дипломном проектировании. При написании книги я опирался на 20-летний опыт работы в области АМП в качестве научного руководителя научно-исследовательской лаборатории магнитных опор при Псковском политехническом институте Санкт-Петербургского государственного технического университета.
Книга содержит 10 глав. В главе 1 дается краткое описание всех возможных видов электромагнитных подвесов, цель которого — расширить кругозор читателя. Глава 2, нацеленная на пользователей АМП, вводит читателя в технику активных магнитных подшипников — это история развития, конструкции, характеристики, проблемы освоения и несколько примеров практических приложений. В главах 3 и 4 приводится методика расчета магнитных цепей подшипников. Электромагнит как объект управления изучается в главе 5. В главе 6 решаются задачи синтеза регулятора и анализа динамики одностепенного магнитного подвеса. Это глава о том, как следует управлять подвесом и что может помешать получить требуемые динамические качества. Центральное место занимает глава 7, в которой рассматриваются задачи управления подвесом жесткого ротора, имеющего пять степенен свободы, исследуется взаимодействие подвеса и приводного электродвигателя, а также затронут вопрос создания бесподшнпннковых электрических машин. Влияние упругих изгибных деформаций ротора на динамику подвеса рассматривается в главе 8. Глава 9 посвящена цифровому управлению подвесом. В заключительной главе 10 рассматривается ряд динамических аспектов, связанных с реализацией подвесов роторов в АМП.
Что касается списка литературы в конце книги, то я не пытался включить в него все исторически заметные статьи по АМП и прошу прошения у тех исследователей, чьи вклады в эту область не упомянуты.
Поскольку круг вопросов весьма широк, оказалось невозможным сохранить одну систему условных обозначений по всей книге. Однако в каждой главе использована постоянная система обозначений.
Я благодарен своим учителям профессорам Давиду Рахмилье-вичу Меркнну и Анатолию Сауловнчу Кельзону — они во многом способствовали появлению этой книги. Я хотел бы поблагодарить моих коллег по лаборатории магнитных опор и университету, в особенности Федора Георгиевича Кочевина, Михаила Вадимовича Афанасьева. Валентина Васильевича Андреена, Сергея Владимировича Смирнова, Сергея Геннадьевича Стебихова и Игоря Ивановича Морозова, чьими усилиями созданы многие машины с АМП. Мне были также полезны беседы и совместная работа с профессором Камилом Шамсудднновичем Ходжаеным и доцентами Владимиром Александровичем Андреевым, Валерием Георгиевичем Боговым и Вячеславом Григорьевичем Мацевичем. Я хотел бы также отметить вклад дипломников и аспирантов, которые с большим энтузиазмом работали со мной в области АМП, — это Григорий Михайлович Крайзман, Николай Вадимович Хмылко, Аркадий Григорьевич Хростицкий, Николай Михаилович Ильин, Александр Михайлович Ветлнцын и Павел Васильевич Киселев. Особого упоминания заслуживает техническая помощь по подготовке рукописи к изданию Елены Владимировны Журавлевой и Андрея Семеновича Леонтьева.
За помощь в финансировании издания книги хочу поблагодарить Псковскую инженерную компанию и Псковский политехнический институт.

История

Первые электропоезда на линии Баку-Сабунчи

В СССР первые электропоезда начали эксплуатироваться в 1926 г. на линии Баку — Сабунчи — Сураханы (напряжение 1200 В). 29 августа 1929 года началось движение электропоездов на линии Москва — Мытищи (напряжение 1500 В). С 1937 по 1958 гг. советские электропоезда работали как на напряжении 1500 В, так и на 3000 В, существовали станции для переключения напряжения. В 1950-х гг. почти все электропоезда постоянного тока были переведены на напряжение 3000 В. С конца 1950-х гг. строились новые электропоезда постоянного тока ЭР1 и ЭР2 на 3000 В; и началось внедрение системы переменного тока 25 000 В (электропоезда ЭР7, ЭР9).

Суммарная мощность двигателей одного моторного вагона электропоезда обычно составляет 700—1000 кВт. Обычные электропоезда имеют конструкционную скорость 130 км/ч, поезда ЭР200 и Сокол-250 имеют конструкционную скорость 200 и 250 км/ч соответственно.

В настоящее время в России эксплуатируются электропоезда постоянного тока серий: ЭР2 (а также модернизированные ЭР2 которым присвоены новые названия ЭМ2, ЭМ2И, ЭМ4, ЭС2, или ЭР2-К), ЭР2Р, ЭР2Т, ЭТ2, ЭТ2М, ЭД2Т, ЭД4; электропоезда переменного тока ЭР9, ЭР9П, (а также модернизированные с присвоением индекса ЭМ9) ЭР9Е, ЭР9Т, ЭД9Т, ЭД9М, ЭД9МК.

Электропоезд ЭР2К-604 в Калининграде, Россия

В стадии испытаний длительное время (более пяти лет) находятся: экономичные электропоезда (ЭД4Э) (в настоящее время непригоден к эксплуатации, подпирает забор в ТЧ-3 Перерва Московской ж.д.), высокоэкономичные электропоезда (ЭД6)(фактически списан и роздан по учебным заведениям транспортного профиля), высокоскоростной Сокол-250 (находится на ответственном хранении в ТЧ-10 Октябрьской ж.д.).

Выпускаются электропоезда на Демиховском заводе (серии ЭД) и на заводе в городе Торжке (серии ЭТ). Новочеркасский электровозостроительный завод также разработал модель электропоезда (ЭН3) и изготовил опытный образец. В СССР электропоезда серийно выпускал Рижский вагоностроительный завод в сотрудничестве с Рижским электромашиностроительным и Калининским вагоностроительным заводами (все поезда серии ЭР).

В мае 2006 года ОАО «РЖД» и Siemens Transportation Systems подписали соглашение о поставке скоростных электропоездов Velaro RUS.

Электропоезд на Викискладе

> Собаки

Жаргонное название электричек. Распространено среди туристов, футбольных фанатов и автостопщиков. Упоминается в песне ДДТ «Ночь Людмила».

См. также

  • Другие виды ПС моторвагонной тяги
    • Дизель-поезд
    • Автомотриса
    • Французские электропоезда серий Z 20500, Z 20900, Z 5600, Z 8800, Z 92050
  • Другие виды транспорта на базе МВПС железной дороги
    • Городская электричка
  • Электропоезда в массовой культуре
    • Электричка

> Библиография

  • Железные Дороги: «Общий курс» (учебник). Авторы: М. М. Уздин, Ю. И. Ефименко, В. И. Ковалёв, С. И. Логинов, Б. Ф. Шаульский
  • Профессионально об электропоездах
  • Российские электропоезда
  • История пригородного движения с Рижского вокзала
  • Все электрички России

В данной статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок. Вы можете улучшить статью, внеся более точные указания на источники.

Электропоезда железных дорог СССР, России, Украины и Белоруссии

Электропоезда постоянного тока

Линии Баку — Сураханы | С | СН | ЭВС1 | ЭМ165 | ЭМ167 | ЭР1 | ЭР2 | ЭР2К | ЭР2Р | ЭР2Т | ЭР5 | ЭР6 | ЭР10 | ЭР12 | ЭР22 | ЭР24 | ЭР30 | ЭР200 | ЭД2 | ЭД2Т | ЭД4 | ЭД6 | ЭД8 | ЭС2Г | ЭТ2 | ЭТ2А | ЭТ2М | ЭТ4А | ЭТ4Э | ЭМ1 | ЭМ2 | ЭМ4 | ЭПЛ2Т

Электропоезда переменного тока

ЭР7 | ЭР9 | ЭР11 | ЭР25 | ЭР29 | ЭР31 | ЭД1 | ЭД9 | ЭМ9 | ЭН3 | ЭПЛ9Т | ЭПр | ЭПг

Электропоезда двойного питания

ЭД12 | ЭС1 | ЭС250 | ЭВС2 | Sm6 | EJ 675 | HRCS2

Общественный транспорт

Виды транспорта

Рельсовый

Железнодорожный: Моторвагонный подвижной состав (Электропоезд • Дизель-поезд • Автомотриса • Рельсовый автобус) • Маглев • Монорельс • Пригородный поезд • Городская железная дорога • S-Bahn • Высокоскоростная железная дорога • Фирменный пассажирский поезд • Фуникулёр • Историческая железная дорога
Метрополитен: Лёгкий метрополитен • Метрополитен на шинном ходу • Автоматический лёгкий состав
Трамвай: Канатный • Конка • Междугородный и пригородный • Легкорельсовый транспорт (Скоростной трамвай • Подземный трамвай • Трамвай-поезд)

Безрельсовый
маршрутный

Автобус: Гиробус • Скоростной автобусный транспорт • Перронный • Экскурсионный • Школьный • Дальнего следования • Маршрутное такси • Джипни
Троллейбус: Междугородный троллейбус
Исторический: Дилижанс • Омнибус • Шарабан
Гибридный: Шпурбус • Дуобус • Трамвай на шинах (Транслёр) • Паратранзит • Персональный автоматический транспорт

Водный

Паром • Пароход • Теплоход • Речной трамвай • Судно на воздушной подушке • Судно на подводных крыльях • Трекварт

Воздушный

Самолёт (Широкофюзеляжный • Узкофюзеляжный • Региональный • Местный • Сверхзвуковой) • Вертолёт • Дирижабль

Наёмный

Кэб • Такси • Извозчик • Велорикша • Моторикша • Рикша

Прочий

Carpool • Carsharing • Канатная дорога

Основные понятия

Общие

Транспортная система • Пассажир • Багаж (Ручная кладь) • Салон • Маршрут (Маршрутоуказатель • Нулевой рейс • Экспресс)

Посадка
и высадка
пассажиров

Остановка: Конечная остановка • Остановочная платформа • Остановочный пункт • Остановка по требованию • Нетарифная остановка
Станция: Железнодорожная (Узловая) • Станция метрополитена • Автостанция
Вокзал: Железнодорожный • Аэровокзал • Автовокзал • Морской • Речной
Порт: Морской • Речной • Пристань • Аэропорт
Трап: Корабля • Самолёта (Откидной • Самоходный • Телескопический • Аварийный)
Стоянка такси • Перехватывающая парковка • Транспортный узел

Оплата
проезда

Билет (Электронный проездной • Безденежный билет • Сквозной билет) • Оплата кондуктору • Билетный автомат • Договор перевозки • Бесплатный транспорт • Оплата на остановке

Инфраструктура

Депо (Автобусный парк • Железнодорожное депо) • Обгонная полоса • Выделенная полоса • Одностороннее кольцо • Сплетение путей • Тяговая подстанция

Управление

Диспетчер (Авиадиспетчер) • Расписание • Индекс пробок • Спутниковый мониторинг • Транспортная полиция • Министерство • Провозная способность • Час пик

Портал • Проект • Категория

Электропоезд


Четырёхвагонный электропоезд ЭП2Д, слева направо:

  • головной прицепной вагон (с кабиной управления);
  • промежуточный моторный вагон (с токоприёмником, тележки с тяговыми электродвигателями);
  • промежуточный прицепной вагон;
  • головной моторный вагон (с кабиной управления, двумя токоприёмниками, тележки с тяговыми электродвигателями).

Привод

электродвигатель

Период

конец XIX века — настоящее время

Скорость

эксплуатационная — до 380 км/ч
рекордная — 574,8 км/ч

Область применения

Железнодорожный транспорт

Инфраструктура

Железнодорожный путь

Электропо́езд (разг. электричка) — разновидность неавтономного моторвагонного подвижного состава, получающего энергию, как правило, от внешней контактной сети с помощью токоприёмников.

Электропоезда широко используются в железнодорожном пригородном и ближнем междугородном сообщении, реже — как городской поезд (пример — Московское центральное кольцо). В отличие от других типов тягоподвижного состава, они способны быстро разгоняться и тормозить на коротких перегонах между станциями, относительно малошумны и не загрязняют окружающую среду, что очень важно в густонаселённых районах. Кроме того, электропоезда применяются в высокоскоростном пассажирском сообщении.

Помимо железной дороги, электропоезда используются в метрополитене, а также на монорельсовом транспорте.

Составность

Электропоезд TGV Réseau, в головном моторном вагоне размещено только электрооборудование.

Электропоезд формируется из моторных (выполняющих функцию тяги) и прицепных вагонов. Прицепные вагоны могут содержать оборудование, выполняющее вспомогательные функции — например, компрессоры (получение сжатого воздуха для тормозной системы, подъёма токоприёмников, открывания-закрывания дверей, пневмоконтакторов и других систем), аккумуляторные батареи, преобразователи напряжения и т. д. Вагоны электропоезда с кабинами управления называются головными. Пассажиры могут размещаться во всех вагонах электропоезда.

Минимальная составная единица комплектования, содержащая весь комплекс оборудования, называется секцией.

В некоторых электропоездах каждый вагон имеет кабину управления или по умолчанию закрытый резервный пульт управления в салоне и может быть использован как головной — например, многие отечественные электропоезда метрополитена начиная с А и кончая Еж-3 формировались только из головных вагонов с кабинами управления, большая часть которых использовалась в роли промежуточных.

Однако существуют электропоезда, в которых головной вагон не предназначен для перевозки пассажиров, фактически таковой можно было бы считать электровозом, если бы не конструктивная увязка с промежуточными вагонами и другим головным вагоном (или хвостовым вагоном с кабиной дистанционного управления) электропоезда. Такой (в некоторых междугороднего ранга дизель-поездах и турбопоездах также встречается / встречался) головной вагон принято называть тяговой «головой». Например, по такой схеме строятся электропоезда TGV и (первой модификации с двумя «головами», второй модификации с одной «головой» и «хвостом») ICE.

Существуют также электропоезда локомотивной тяги, где вместо головного вагона используется полноценный электровоз (одиночный или секция), применяемый в обычной эксплуатации со сцепляемыми пассажирскими либо грузовыми составами. В составе такого электропоезда может быть использована как головная секция многосекционного электровоза с одной кабиной управления, так и одиночный электровоз с двумя кабинами управления. Электровозы могут быть прицеплены как с обеих сторон поезда (обычно в этом случае используются секции двухсекционных электровозов), так и с одной (может использоваться как секция так и двухкабинный одиночный электровоз, а с другой стороны сцепляется промежуточный прицепной вагон). В России выпущены в малом количестве электропоезда локомотивной тяги ЭД1, ЭД4ДК, одна секция электровоза ВЛ80С размещалась в голове электропоезда, другая секция — в хвосте («тяни-толкай»). Серийные электровозы ВЛ80С подверглись небольшой переделке, были добавлены системы управления освещением и отоплением вагонов, открывания дверей. В Германии широко распространена практика формирования поездов локомотивной тяги из одиночного двухкабинного электровоза и нескольких прицепных вагонов с головным вагоном с кабиной управления в хвосте поезда.

Для сцепления вагонов между собой на железных дорогах стран, входивших в СССР, используется, в основном, автосцепка СА-3, что обеспечивает взаимозаменяемость секций и возможность транспортировки отдельных секций маневровым локомотивом. На многих современных электропоездах наземных железных дорог и электропоездах метрополитена также широко распространены автосцепки Шарфенбега, которые автоматизируют процесс соединения пневматических магистралей и электрических цепей управления. Автосцепки Шарфенберга устанавливаются спереди головных вагонов, что также позволяет нескольким электропоездам автоматически сцепляться в один состав для эксплуатации по системе многих единиц, с другой стороны, на железных дорогах наличие автосцепок Шарфенберга спереди усложняет процесс сцепления поездов с другим подвижным составом (например, локомотивами при транспортировке) ввиду необходимости сцепления через переходник. Отдельные электропоезда снабжаются и другими видами сцепок (автосцепка Джаннея, винтовая стяжка). Между вагонами многих современных электропоездов часто устанавливаются беззазорные сцепные устройства специальной конструкции, отличные от сцепных устройств спереди головных вагонов. Такие электропоезда, как правило, представляют собой единый машинный комплекс, который в разных вагонах содержит разное оборудование, и поэтому не может эксплуатироваться с иной составностью, не предусмотренной производителем, и расцепке в обычных условиях не подлежит.

Механическая часть

Видеообзор электропоезда постоянного тока ЭШ2. Экстерьер и интерьер. Видеообзор электропоезда переменного тока EJ 675. Экстерьер.

Механическая часть вагона содержит кузов, тележки, ударно-тяговые приборы и тормозное оборудование. В отличие от электровозных, тяговые электродвигатели выполнены самовентилируемыми (то есть их охлаждение обеспечивается вентиляторами, находящимися непосредственно на оси электродвигателя, в то время как на электровозах используются отдельные мотор-вентиляторы).

Вход пассажиров в вагоны осуществляется через дверные проёмы по бокам. Большинство современных электропоездов имеют автоматические двери, управление которыми осуществляется с пульта машиниста, самые старые электропоезда и электропоезда узкоколейных линий могут иметь ручные двери. Двери по конструкции могут быть раздвижными, прислонно-сдвижными или поворотными и приводятся в действие пневматическим либо электрическим приводом.

В большинстве случаев каждый вагон опирается на две индивидуальные для каждого вагона тележки, однако значительная часть моделей электропоездов имеет сочленённые тележки, которые располагаются между двумя вагонами поезда и конструктивно увязаны с межвагонным переходом. В подавляющем большинстве случаев тележки электропоездов — двухосные, однако электропоезда с вагонами малого веса, в особенности узкоколейные, зачастую имеют одноосные тележки. У моторных вагонов тяговые двигатели чаще всего установлены на обоих тележках, но встречаются электропоезда с вагонами, у которых только одна из двух тележек является моторной. На моторных тележках обычно устанавливают тяговые электродвигатели с рамной подвеской. Для обеспечения более плавного движения и смягчения толчков тележки имеют двойное рессорное подвешивание.

Электрическая часть

Электрооборудование моторного вагона электропоезда ЭР9п переменного тока

Электропоезда классического исполнения получают энергию от контактного провода или контактного рельса с помощью токоприёмников. Токоприёмники могут размещаться как на моторных, так и прицепных вагонах, в последнем случае питание передаётся в моторный вагон через межвагонные электрические кабели. Наиболее распространённым видом токосъёма является верхний токосъём с подвешенного над железнодорожной линией контактного провода с помощью токоприёмников в форме пантографа или полупантографа. На линиях метрополитена для подвода энергии чаще используется нижний боковой либо межрельсовый контактный рельс, от которого электропоезд получает питание через токоприёмники в форме выступающих полозьев, при этом расположение токоприёмника относительно рельса также может различаться. В большинстве случаев используется однофазный токосъём, однако существуют и линии трёхфазным токосъёмом, где электропоезда используют токоприёмники специальной конструкции для раздельного контакта с несколькими проводами или контактными рельсами.

Некоторые модели электропоездов оборудованы тяговыми аккумуляторами, позволяющими им в течение непродолжительного времени эксплуатироваться на участках без контактного рельса; подзарядка аккумуляторов осуществляется при работе электропоезда на электрифицированных участках. Такие электропоезда, получившие название контактно-аккумуляторных, не получили широкого распространения.

В 2017 году компания Byron Bay в Австралии создала электропоезд, получающий энергию от солнечных батарей, расположенных на крышах его вагонов и на промежуточных станциях. В солнечную погоду состав может двигаться, не прибегая к другим источникам энергии; для работы в пасмурную погоду также предусмотрены аккумуляторы.

Электрооборудование электропоездов зависит от рода тока (электропоезда постоянного тока, переменного тока, двухсистемные), типа тяговых двигателей (коллекторные, асинхронные), наличия или отсутствия электрического торможения.

В основном электрическое оборудование электропоездов схоже с электрооборудованием электровозов. Однако, в отличие от электровозов, на большинстве моделей электропоездов оно размещено под кузовом и на крышах вагонов для увеличения пассажирского пространства, салонное пространство, как правило, занимают лишь несколько шкафов с электроаппаратурой (за исключением электропоездов локомотивной тяги и электропоездов с моторными вагонами локомотивного типа). Принципы управления двигателями электропоездов примерно те же, что и на электровозах. В отличие от электровозов, процесс разгона электропоезда частично автоматизирован: переключение пусковых резисторов (или отводов тягового трансформатора на электропоездах переменного тока) происходит автоматически под управлением реле ускорения, пока не будет достигнута одна из четырёх ходовых позиций. А на электровозах (за исключением современных моделей с микропроцессорным управлением) все несколько десятков позиций переключаются вручную, поворотом ручки контроллера машиниста.

Эта статья или раздел описывает ситуацию применительно лишь к одному региону (СССР), возможно, нарушая при этом правило о взвешенности изложения. Вы можете помочь Википедии, добавив информацию для других стран и регионов.

СССР и Россия

Первые электропоезда на линии Баку — Сабунчи Электропоезд ЭР2К-604 в Калининграде, Россия Дизель-электропоезд ДТ1

В СССР первые электропоезда начали эксплуатироваться в 1926 году на линии Баку — Сабунчи — Сураханы (постоянный ток, напряжение 1200 В).

29 августа 1929 года началось движение электропоездов серии С на линии Москва — Мытищи (постоянный ток, напряжение 1500 В). С 1937 по 1958 гг. советские электропоезда серии С работали как на напряжении 1500 В, так и на 3000 В, переключение электрооборудования на другое напряжение происходило на станциях стыкования. В 1950-х гг. почти все электропоезда постоянного тока серии С с напряжения 1500 В были переведены на напряжение 3000 В. Электропоезда в основном состояли из трёх вагонов — двух головных прицепных и одного моторного промежуточного, часть поездов состояла из двух головных (моторного и промежуточного) вагонов. Поезда могли эксплуатироваться по системе многих единиц, собираясь в шестивагонные и девятивагонные составы. Двери этих электропоездов открывались вручную и в большинстве своём имели выходы на низкие платформы, а некоторая часть — только на высокие. Позднее была выпущена опытная партия электропоездов СН, у которых впервые были применены автоматические наружные двери.

В дальнейшем в СССР все электропоезда серийно выпускал Рижский вагоностроительный завод в сотрудничестве с Рижским электромашиностроительным и Калининским вагоностроительным заводами (все поезда серии ЭР). Они начали выпускаться с конца 1950-х гг. вместо электропоездов серии С. Выпуск начался с поездов ЭР1 и ЭР2 на 3000 В постоянного тока, а чуть позднее — ЭР7 и ЭР9 для начавшего внедряться переменного тока 25 000 В. Эти электропоезда принципиально отличались от предшественников серий С и формировались из двухвагонных электросекций, каждая из которых включала моторный и прицепной вагон, по принципу изменяемого числа вагонов в составе, а эксплуатация двух и более поездов по системе многих единиц не предусматривалась. Также поезда имели новые кабины, оборудование и автоматические раздвижные двери. Конструкционная скорость всех этих поездов — 130 км/ч.

В целом, поезда ЭР2 и ЭР9 стали самыми распространёнными на железных дорогах СССР и послужили конструктивной основой для большинства последующих моделей электропоездов отечественной разработки, включая как поезда ЭР, так и поезда других заводов, начавших выппускаться уже после распада СССР. Позднее были выпущены модификации с рекуперативно-реостатным торможением — ЭР2Р/ЭР2Т и ЭР9Т.

В 1960-е — 1970-е гг. РВЗ выпускались четырёхвагонные электропоезда с вагонами увеличенной длины и тремя входными дверями на вагон, способные работать по системе многих единиц — ЭР10 и ЭР22 (а также модификации ЭР22М и ЭР22В) постоянного тока и ЭР11 переменного тока. Головные вагоны этих поездов были моторными с токоприёмником, а промежуточные — прицепными. Поезда ЭР22 и ЭР11 нумеровались как восьмивагонные и фактически представляли собой сцеп из двух четырёхвагонных электропоездов с единым номером по СМЕ. Все они были оснащены электрическим торможением. Также заводом была выпущена партия из двух высокоскоростных электропоездов ЭР200 для линии Москва — Ленинград.

В 1990-х годах после распада СССР производство электропоездов было освоено на Демиховском и Торжокском заводах. В Демихово был налажен выпуск электропоездов серии ЭД: постоянного тока семейства ЭД2Т/ЭД4 и переменного тока ЭД9 с модификациями различных индексов, являвшихся модификацией ЭР2Т и ЭР9Т с несколько удлинёнными вагонами и тамбурами и новой формой лобовой части. В Торжке был начат выпуск поездов ЭТ, основными моделями стали ЭТ2 и ЭТ2М, конструктивно основанные на ЭР2Т. Новочеркасский электровозостроительный завод также разработал модель электропоезда (ЭН3) и изготовил опытный образец.

С 2007 года на Торжокском вагоностроительном заводе выпускается четырёхвагонный дизель-электропоезд ДТ1. На неэлектрифицированных участках тяговые электродвигатели питаются от двух дизель-генераторных установок, на участках, электрифицированных на постоянном напряжении 3 кВ, получают питание от контактного провода. Дизель-генераторы размещаются под кузовом головных вагонов, на моторном вагоне (с токоприёмником) установлены тележки с тяговыми электродвигателями, один из вагонов — прицепной.

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена.
Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники.
Эта отметка установлена 4 апреля 2013 года.

С середины 2000-х годов в России и странах бывшего СССР было принято решение о закупке импортных электропоездов для скоростного и высокоскоростного сообщения. В Россию поступали высокоскоростные электропоезда Velaro RUS производства Siemens в двух модификациях — ЭВС1 для постоянного тока и ЭВС2 двухсистемного питания. На маршруте Санкт-Петербург — Хельсинки стал курсировать двухсистемный скоростной электропоезд Sm6. Для пригородных маршрутов были закуплены двухсистемные электропоезда Siemens Desiro — ЭС1 «Ласточка». Позднее производство аналогичных поездов в модификации постоянного тока ЭС2Г было локализовано в России на заводе Уральские локомотивы.

В настоящее время в России на пригородных и региональных маршрутах эксплуатируются электропоезда постоянного тока серий: ЭР2 (а также модернизированные ЭР2, которым присвоены новые названия ЭМ2, ЭМ2И, ЭМ4, ЭС2, или ЭР2К), ЭР2Р, ЭР2Т, ЭТ2, ЭТ2М, ЭД2Т, ЭД4, ЭД4М (и модификации), ЭП2Д, ЭС2Г; электропоезда переменного тока ЭР9, ЭР9П, (а также модернизированные с присвоением индекса ЭМ9) ЭР9Е, ЭР9Т, ЭД9Т, ЭД9М, ЭД9Э. К введению в эксплуатацию в ближайшее время ожидаются электропоезда постоянного тока ЭШ2 и ЭГ2Тв, переменного тока ЭП3Д.

Электропоезда в культуре

Электричкинг

Со времён первого киносеанса братьев Люмьер и по сегодняшней день снятый в определённом ракурсе движущийся в кадре поезд остаётся достаточно выразительным и распространённым художественным элементом кино.

Во многих странах мира существует явление безбилетного проезда в электропоездах, которое имеет в России высокий уровень развития. Для избежания билетного контроля в электропоездах безбилетники могут применять различные тактики, самой распространённой из которых является уход от контролёров по составу в направлении их движения с последующим перебеганием по платформе во время остановки в проверенную часть поезда. В настоящее время билетный контроль в российских электропоездах осуществляется сотрудниками частных пригородных пассажирских компаний, которые, согласно действующему законодательству, не имеют законного права требовать у пассажира предъявления билета или штрафовать безбилетных пассажиров, поэтому в электропоездах нередко происходят конфликты контролёров с пассажирами, отказывающимися предоставлять им билет на проверку, в том числе и при наличии последнего. В настоящее время в России получила развитие субкультура безбилетных пассажиров электричек, объединяющихся в неформальные сообщества. Также в России существует неформальная субкультура «электричкеров» — пассажиров электропоездов, которые практикуют различные техники для обеспечения более удобного проезда на электропоездах или проезда без билета, комплекс которых именуется ими «электричкингом».

Трейнсерферы

ЗЦПЧ

На ряде железнодорожных линий мира некоторые пассажиры практикуют проезд с внешней стороны электропоездов вне пространства салона (преимущественно на хвостовых кабинах, на крышах и между вагонами), также известный как «трейнсёрфинг», «трейнхоппинг», «зацепинг», или просто «ЗЦПЧ». Хотя данный способ проезда имеет повсеместное распространение и может практиковаться на электропоездах городского, пригородного и дальнего сообщения, наиболее широкое распространение он получил в странах Юго-Восточной Азии на пригородных железнодорожных линиях с перегруженным пассажиропотоком, в особенности в Индии и Индонезии. В России проезд снаружи пригородных электропоездов получил массовое распространение в период лета 2010 года на ряде направлений МЖД в результате аномальной жары и широкомасштабных отмен электропоездов, что привело к резкому увеличению количества пассажиров, практикующих данный способ передвижения и популяризации сообществ любителей трейнсёрфинга в России. На большинстве железных дорог мира проезд с внешней стороны расценивается как нарушение административного законодательства и правил проезда пассажиров, и многие железнодорожные компании совместно с правоохранительными органами пытаются принимать меры противодействия данному явлению.

Обывательские названия

Разговорное название электропоезда в России и странах, где в ходу русский язык — «электричка»; при этом такое слово нередко применяется и к дизель-поездам, рельсовым автобусам, автомотрисам (например, РА-2) и даже к пригородным поездам неэлектрифицированной локомотивной тяги вагонов. Также встречается жаргонное название электропоездов — «собаки»: этот жаргонизм, например, упоминается в песне ДДТ «Ночь Людмила». Происхождение названия, возможно, связано с поговоркой «добраться на собаках»: на пике развития пригородного сообщения на электричках можно было доехать почти до любого крупного города в СССР.

В дальнейшем появилась ещё одна аналогия с собакой — связанная с изображением фирменного пса на составах сервисной компании «Регион-экспресс» или РЭКС, являющейся агентом по обслуживанию пассажиров нескольких пригородных экспрессов и ускоренных пригородных поездов ЭД4М и ЭП2Д в Москве и Московской области.

Объявление остановок

Перед отправлением электропоезда в первый рейс машинист сообщает пункт следования, время отправления и остановки, с которыми следует поезд. Это связано с тем, что не все поезда имеют остановки по всем пунктам (в основном только до ближайших). Формат объявления такой «Следующая остановка … (название). Осторожно, двери закрываются», даже если поезд проследует без остановок 1—3 станции. В случае, если электропоезд останавливается только на крупных станциях или проследует больше станций, об этом сообщает машинист (2 раза), предупредив о внимании, так как, проехав этот участок, электропоезд дальше может следовать до места назначения с остановками по всем пунктам.

В литературе

  • В 1960-е годы и позже была очень популярна песня Д. Тухманова на стихи М. Ножкина «Последняя электричка», написанная в ритме твиста.
  • Поездка на электричке составляет основу сюжета поэмы Венедикта Ерофеева «Москва — Петушки».
  • Электрификация железных дорог
  • Электропоезда советских и российских железных дорог
  • Промежуточный вагон

Электропоезд на Викискладе

  • Другие виды ПС моторвагонной тяги
    • Дизель-поезд
    • Автомотриса
    • Французские электропоезда серий Z 20500, Z 20900, Z 5600, Z 8800, Z 92050
    • Электропоезд DB серия 420 (Германия)
  • Другие виды транспорта на базе МВПС железной дороги
    • Городская электричка

> Библиография

  • Железные Дороги: «Общий курс» (учебник). М. М. Уздин, Ю. И. Ефименко, В. И. Ковалёв, С. И. Логинов, Б. Ф. Шаульский.
  1. Николай Кудрявцев. Первый в мире поезд на солнечных батареях. Новости / Технологии. Официальный сайт русскоязычного издания. Журнал «Популярная механика» (19 декабря 2017). Дата обращения 27 января 2019.
  2. Зайцы в подмосковных электричках. poezd.drezna.ru. Архивировано 9 марта 2013 года.
  3. Охота на зайцев. Мир новостей. Архивировано 9 марта 2013 года.
  4. Так кто же они, кассиры-контролёры ОАО «ЦППК». poezd.drezna.ru. Архивировано 9 марта 2013 года.
  5. РЖД просит вернуть в электрички транспортных полицейских. amic.ru. Архивировано 9 марта 2013 года.
  6. Электричкер: поймай, если сможешь!. KP.ru. Архивировано 9 марта 2013 года.
  7. Is life a joke? (англ.), Afternoon Despatch & Courier (11 June 2012). Дата обращения 4 сентября 2012.
  8. Indonesia train power lines lowered to end roof surfing (англ.), BBC (27 July 2012). Дата обращения 1 января 2013.
  9. Транспортный коллапс в Подмосковье перекинулся на электрички: люди ездят на крышах (рус.), NEWSru.com (7 июля 2010). Архивировано 22 декабря 2012 года. Дата обращения 12 сентября 2012.
  10. Подмосковные зацеперы предпочитают электрички Ярославского и Горьковского направлений. Интернет-портал Московской области (15 июля 2011). Дата обращения 4 сентября 2012. Архивировано 28 декабря 2012 года.
  11. Зацеперы — помеха сверху. РЖД. Проверено 30 сентября 2012.
  12. «Собачья» работа электричек
  • Профессионально об электропоездах
  • Российские электропоезда
  • История пригородного движения с Рижского вокзала
В этой статье или разделе имеется список источников или внешних ссылок, но источники отдельных утверждений остаются неясными из-за отсутствия сносок. Утверждения, не подкреплённые источниками, могут быть поставлены под сомнение и удалены. Вы можете улучшить статью, внеся более точные указания на источники.

Электропоезда и электромотрисы СССР и постсоветского пространства

Электропоезда постоянного тока

Электропоезда переменного тока

Электропоезда двойного питания

Узкоколейные электропоезда

  1. Электропоезда и электромотрисы, эксплуатируемые и/или разработанные в СССР и его бывших республиках.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Нереализованные проекты электропоездов.

Шанхайский Маглев – самый быстрый и самый дорогой поезд в мире

Шанхайский Маглев (Shanghai Maglev Train) – является первой в мире коммерческой железнодорожной линией на магнитном подвесе, а также самым дорогим железнодорожным проектом в Поднебесной.

Проект начал коммерческую эксплуатацию с 1 января 2004 года. Его стоимость – около 1,6 млрд. долларов США (10 млрд юаней).

Столь высокие расходы были связаны, прежде всего, с тем, что большая часть трассы проходит по заболоченной местности, из-за чего строителям пришлось сооружать бетонную подушку для каждой опоры эстакады (а их тут много, через каждые 25 метров). Кстати в некоторых местах толщина этой самой подушки доходит до 70 м.
К слову сказать, шанхайская линия Maglev не самая протяжённая из скоростных магистралей, её протяжённость всего 30 километров от международного аэропорта Пудун до станции метро Лунъян-Лу в городе Шанхай.

Зато это расстояние «Шанхайский маглев» преодолевает всего за 7:20 или 8:10 минут (в зависимости от времени дня). Поезд развивает максимальную скорость в 431 км/час, а его средняя скорость около 250 км/ч.

Правда со своей максимальной скоростью он мчится всего 1,5 минуты, ведь негде там особо разгоняться так, расстояние же не очень большое.

Линия работает с 6:45 до 9:30 вечера, с интервалами движения от 15 до 20 минут.

Стоимость проезда – около 7,3 USD в одну сторону. Для пассажиров с авиабилетами – 5,81 USD. VIP билеты стоят примерно в два раза дороже, чем стандартные.






Маглев Привод

Электродвигатель

Период

с 1979 года

Скорость

до 603 км/ч

Область применения

городской и междугородный общественный транспорт

Инфраструктура

магнитный рельсовый путь

Поезд на магнитной подушке, магнитоплан или маглев (от англ. magnetic levitation — «магнитная левитация») — это поезд, удерживаемый над полотном дороги, движимый и управляемый силой электромагнитного поля. Такой состав, в отличие от традиционных поездов, в процессе движения не касается поверхности рельса. Так как между поездом и поверхностью полотна существует зазор, трение между ними исключается, и единственной тормозящей силой является аэродинамическое сопротивление. Относится к монорельсовому транспорту (хотя вместо магнитного рельса может быть устроен канал между магнитами — как на JR-Maglev).

Скорость, достигаемая поездом на магнитной подушке, сравнима со скоростью самолёта и позволяет составить конкуренцию воздушному транспорту на ближне- и среднемагистральных направлениях (до 1000 км). Сама идея такого транспорта не нова, экономические и технические ограничения не позволили ей развернуться в полной мере: для публичного использования технология воплощалась всего несколько раз. В настоящее время маглев не может использовать существующую транспортную инфраструктуру, но уже есть проекты с расположением магнитных элементов между рельсами обычной железной дороги или под полотном автотрассы.

Энциклопедичный YouTube

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *