IT
USA
DE
FR
ES
ID
IT
EN
USA
DE
ZH
ES
FR
PT
JP
RU
AR
KR
PL
RO
VN
HE
TR
CS
HR
DA
FI
EL
NL
SR
SK
SV
HU
NO
HI
FA
Hai kereta yang terangkat secara magnetis merupakan hal yang umum saat ini. Namun kereta maglev yang dikembangkan Sentral Jepang Welcome ini cukup unik dan unggul dari kereta lainnya. Berjalan dengan kecepatan lebih dari 600 KPJ, kereta ini telah mencapai status kereta tercepat. Crita ini menggunakan magnet superkonduktor, itulah sebabnya disebut SM maglev.
Setelah diisi dengan arus eksitasi, magnet superkonduktor kereta ini menghasilkan arus DC yang bersirkulasi dan medan magnet yang kuat selamanya dengan nol Wars. Mari kita pahami lebih lanjut tentang teknologi kereta yang berhasil diuji ini, yang diproyeksikan akan menyalip teknologi levitasi magnetik lainnya pada tahun 2027. Teknologi yang sama siap menghubungkan kota New York ke Washington DC hanya dalam satu jam pada tahun 2030.
Agar berhasil mengoperasikan kereta levitasi magnetik, kita harus mencapai tiga objektif berikut: mendorong, melayang, dan memandu. Namun sebelum kita masuk ke detail cara bagaimana kereta estimate live mencapai objektif ini, mari kita pelajari dahulu inti dari ceritanya: magnet superkonduktor.
Kereta yang melayang membutuhkan elektromagnet yang sangat kuat. Semakin kuat magnet, semakin besar gaya angkat dan gaya dorong yang dimilikinya, sehingga menghasilkan kecepatan kereta yang lebih tinggi. Elektromagnet normal tidak bisa meningkatkan nilai arus melebihi batas tertentu karena masalah pemanasan.
Dalam elektromagnet superkonduktor, suhu konduktor diturunkan di bawah ambang batas. Setelahnya bahan ini kemudian tiba-tiba menghasilkan sejumlah besar aliran arus dengan hambatan nol. Hasil itu persis seperti yang kita inginkan. Menariknya, kumparan superkonduktor hanya perlu diisi sekali menggunakan arus eksitasi agar kumparan hubung singkat menghasilkan arus DC yang bersirkulasi selamanya tanpa adanya kehilangan energi.
Arus yang disirkulasikan oleh kumparan superkonduktor sangat besar, 700 kiloampere, hampir 10.000 kali nilai arus kabel pengukur tembaga rumah tangga konvensional. Elektromagnet superkonduktor jelas merupakan elektromagnet yang paling kuat dan efisien. Tantangannya adalah menjaga kumparan dalam tahap superkonduktor. Untuk mewujudkannya, maka digunakan sistem pendingin helium cair onboard.
Superkonduktor di kereta SD maglev adalah paduan newbium titanium yang memiliki suhu kritis 9,2 Kelvin. Untuk menjaga suhu paduan di bawah batas ini, helium cair pada suhu 4,5 Kelvin disirkulasikan di sekitarnya. Setelah melewati konduktor, helium cair menguap. Untuk mengembalikannya ke tahap awal, digunakan kompresor helium dan unit pendingin.
Unit pendingin bekerja berdasarkan prinsip siklus pendinginan Gifford McMahon. Namun tugas Departemen teknik kriogenik belum selesai. Superkonduktor dapat menyerap panas dari luar dalam bentuk radiasi. Untuk mencegah penyerapan ini terjadi, perisai radiasi ditambahkan di sekitarnya. Namun selama kereta beroperasi, formasi arus Eddy dan masalah pemanasan dapat terjadi di perisai ini.
Untuk menetralisir pemanasan ini, perisai radiasi juga membutuhkan pendinginan yang dicapai dengan memasok nitrogen cair ke unit. Untuk mencegah perpindahan panas konveksi, vakum dipertahankan di dalam perisai radiasi. Empat superkonduktor dengan polaritas arus yang berlawanan disusun dalam satu unit.
Meskipun elektromagnet dalam SD maglev bekerja tanpa catu daya apa pun, Departemen kriogenik membutuhkan daya yang besar. Banyak unit terpasang di sepanjang kereta di kedua sisi.
Seperti yang disebutkan, tugas pertama adalah populasi atau mendorong. Mendorong kereta ke depan adalah tugas yang mudah. Untuk tujuan ini digunakan serangkaian elektromagnet normal. Mereka disebut kumparan penggerak.
Kumparan penggerak diberi daya dengan cara alternatif seperti yang ditunjukkan dan ditempatkan di dalam jalur pemandu. Selanjutnya kita perlu mencari tahu gaya yang dihasilkan kumparan penggerak pada magnet superkonduktor kereta. Harap dicatat bahwa untuk memahami arah gaya yang dihasilkan satu magnet pada magnet lainnya, anda hanya perlu mempertimbangkan kutub terdekat.
Dengan cara ini mari kita menganalisis gaya yang bekerja pada kumparan superkonduktor karena kumparan pendorong. Jika anda mengambil hasil dari semua gaya ini, gaya total akan mengarah ke depan sehingga kereta bergerak maju. Segera setelah kereta mencapai posisi rata-rata berikutnya, alihkan kumparan penggerak ke polaritas alternatif sehingga gaya total kembali ke arah maju.
Hanya dengan mengontrol frekuensi switching ini, anda bisa mengontrol kecepatan kereta. Sekarang mari kita ke bagian paling menarik dari teknologi ini: levitasi kereta SC maglev. Anda mungkin terkejut mengetahui bahwa levitasi kereta SD maglev dicapai dengan bantuan kumparan sederhana berbentuk angka delapan ini yang bahkan tidak diberi daya.
Banyak kumparan berbentuk angka delapan seperti itu diatur di jalur pemandu. Untuk memahami teknologi levitasi, pertama-tama kita harus mempelajari sesuatu tentang sifat sepasang magnet superkonduktor. Medan magnet yang dihasilkan oleh pasangan magnet SD ini sangat mirip dengan magnet permanen yang panjang.
Setelah diisi dengan arus eksitasi, magnet superkonduktor kereta ini menghasilkan arus DC yang bersirkulasi dan medan magnet yang kuat selamanya dengan nol Wars. Mari kita pahami lebih lanjut tentang teknologi kereta yang berhasil diuji ini, yang diproyeksikan akan menyalip teknologi levitasi magnetik lainnya pada tahun 2027. Teknologi yang sama siap menghubungkan kota New York ke Washington DC hanya dalam satu jam pada tahun 2030.
Agar berhasil mengoperasikan kereta levitasi magnetik, kita harus mencapai tiga objektif berikut: mendorong, melayang, dan memandu. Namun sebelum kita masuk ke detail cara bagaimana kereta estimate live mencapai objektif ini, mari kita pelajari dahulu inti dari ceritanya: magnet superkonduktor.
Kereta yang melayang membutuhkan elektromagnet yang sangat kuat. Semakin kuat magnet, semakin besar gaya angkat dan gaya dorong yang dimilikinya, sehingga menghasilkan kecepatan kereta yang lebih tinggi. Elektromagnet normal tidak bisa meningkatkan nilai arus melebihi batas tertentu karena masalah pemanasan.
Dalam elektromagnet superkonduktor, suhu konduktor diturunkan di bawah ambang batas. Setelahnya bahan ini kemudian tiba-tiba menghasilkan sejumlah besar aliran arus dengan hambatan nol. Hasil itu persis seperti yang kita inginkan. Menariknya, kumparan superkonduktor hanya perlu diisi sekali menggunakan arus eksitasi agar kumparan hubung singkat menghasilkan arus DC yang bersirkulasi selamanya tanpa adanya kehilangan energi.
Arus yang disirkulasikan oleh kumparan superkonduktor sangat besar, 700 kiloampere, hampir 10.000 kali nilai arus kabel pengukur tembaga rumah tangga konvensional. Elektromagnet superkonduktor jelas merupakan elektromagnet yang paling kuat dan efisien. Tantangannya adalah menjaga kumparan dalam tahap superkonduktor. Untuk mewujudkannya, maka digunakan sistem pendingin helium cair onboard.
Superkonduktor di kereta SD maglev adalah paduan newbium titanium yang memiliki suhu kritis 9,2 Kelvin. Untuk menjaga suhu paduan di bawah batas ini, helium cair pada suhu 4,5 Kelvin disirkulasikan di sekitarnya. Setelah melewati konduktor, helium cair menguap. Untuk mengembalikannya ke tahap awal, digunakan kompresor helium dan unit pendingin.
Unit pendingin bekerja berdasarkan prinsip siklus pendinginan Gifford McMahon. Namun tugas Departemen teknik kriogenik belum selesai. Superkonduktor dapat menyerap panas dari luar dalam bentuk radiasi. Untuk mencegah penyerapan ini terjadi, perisai radiasi ditambahkan di sekitarnya. Namun selama kereta beroperasi, formasi arus Eddy dan masalah pemanasan dapat terjadi di perisai ini.
Untuk menetralisir pemanasan ini, perisai radiasi juga membutuhkan pendinginan yang dicapai dengan memasok nitrogen cair ke unit. Untuk mencegah perpindahan panas konveksi, vakum dipertahankan di dalam perisai radiasi. Empat superkonduktor dengan polaritas arus yang berlawanan disusun dalam satu unit.
Meskipun elektromagnet dalam SD maglev bekerja tanpa catu daya apa pun, Departemen kriogenik membutuhkan daya yang besar. Banyak unit terpasang di sepanjang kereta di kedua sisi.
Seperti yang disebutkan, tugas pertama adalah populasi atau mendorong. Mendorong kereta ke depan adalah tugas yang mudah. Untuk tujuan ini digunakan serangkaian elektromagnet normal. Mereka disebut kumparan penggerak.
Kumparan penggerak diberi daya dengan cara alternatif seperti yang ditunjukkan dan ditempatkan di dalam jalur pemandu. Selanjutnya kita perlu mencari tahu gaya yang dihasilkan kumparan penggerak pada magnet superkonduktor kereta. Harap dicatat bahwa untuk memahami arah gaya yang dihasilkan satu magnet pada magnet lainnya, anda hanya perlu mempertimbangkan kutub terdekat.
Dengan cara ini mari kita menganalisis gaya yang bekerja pada kumparan superkonduktor karena kumparan pendorong. Jika anda mengambil hasil dari semua gaya ini, gaya total akan mengarah ke depan sehingga kereta bergerak maju. Segera setelah kereta mencapai posisi rata-rata berikutnya, alihkan kumparan penggerak ke polaritas alternatif sehingga gaya total kembali ke arah maju.
Hanya dengan mengontrol frekuensi switching ini, anda bisa mengontrol kecepatan kereta. Sekarang mari kita ke bagian paling menarik dari teknologi ini: levitasi kereta SC maglev. Anda mungkin terkejut mengetahui bahwa levitasi kereta SD maglev dicapai dengan bantuan kumparan sederhana berbentuk angka delapan ini yang bahkan tidak diberi daya.
Banyak kumparan berbentuk angka delapan seperti itu diatur di jalur pemandu. Untuk memahami teknologi levitasi, pertama-tama kita harus mempelajari sesuatu tentang sifat sepasang magnet superkonduktor. Medan magnet yang dihasilkan oleh pasangan magnet SD ini sangat mirip dengan magnet permanen yang panjang.
Jadi untuk penyederhanaan analisis, mari kita ganti ini dengan magnet batang panjang. Jika magnet batang bergerak sejajar dengan kumparan berbentuk angka delapan ini, dapatkah Anda memprediksi apa yang akan terjadi? Fluks magnet yang bervariasi akan menginduksi EMF pada kedua loop sesuai dengan hukum Faraday.
Apakah EMF ini dalam arah yang sama? Harap dicatat bahwa ini adalah kumparan bengkok. Hanya ketika kita melepasnya maka kita akan memahami arah yang benar. Jelas bahwa EMF induksi berlawanan arah, yang berarti EMF bersih yang diinduksi pada kumparan ini karena gerakan magnet batang adalah nol dan tidak ada arus yang mengalir melalui loop.
Singkatnya, magnet batang bergerak melalui pusat loop tidak akan berpengaruh pada loop. Sekarang perhatikan kasus yang sama tetapi kali ini magnet sedikit offset terhadap loop seperti yang ditunjukkan di sini. Loop bawah menghadapi fluks magnet dengan kekuatan tinggi, yang berarti EMF yang diinduksi pada loop bawah akan lebih tinggi daripada di atas.
Kekuatan yang lebih tinggi ini juga berarti bahwa arus bersih akan mengalir melalui loop. Aliran arus ini menghasilkan kutub selatan pada loop atas dan kutub utara pada loop bawah. Jika anda menganalisis interaksi gaya antara kutub magnet, jelas bahwa gaya ke atas yang dihasilkan dikenakan pada magnet superkonduktor.
Jika gaya ini lebih besar dari tarikan gravitasi, magnet akan bergerak ke atas. Ya, pergerakan magnet superkonduktor paralel yang diimbangi dengan kumparan berbentuk angka delapan menghasilkan levitasi. Saat magnet bergerak ke atas, perbedaan antara nilai EMF dan aliran arus dalam loop berkurang, yang berarti gaya pada loop juga berkurang.
Akhirnya, ketika gaya ke atas menjadi sama dengan tarikan gravitasi, maka magnet atau kereta telah mencapai levitasi. Teknisi Jepang mencapai levitasi 3,9 inci menggunakan teknologi ini. Jelas, semakin tinggi kecepatan kereta, semakin besar gaya levitasi, yang berarti bahwa ketika kereta dalam keadaan diam, kereta tidak dapat melayang.
Inilah sebabnya mengapa kereta SD maglev menggunakan ban normal untuk start dan operasi kecepatan rendah. Ketika kereta mencapai kecepatan ambang, ban ditarik kembali karena gaya elektromagnetik cukup kuat untuk mengangkat kereta.
Selanjutnya muncul pertanyaan tentang panduan kereta api. Panduan berarti kereta harus selalu berada di tengah. Ia harus bergerak tanpa menabrak dinding samping. Dengan kata lain, harus mencapai stabilitas lateral.
Teknisi Jepang mencapai stabilitas ini dengan cukup mudah, yaitu menghubungkan kumparan berbentuk angka delapan yang kita lihat sebelumnya seperti yang ditunjukkan. Jika kereta berada di tengah, EMF induksi pada kumparan kanan dan kiri akan sama dan tidak ada arus yang mengalir melalui kumparan interkoneksi.
Namun, misalkan kereta telah bergerak sedikit ke arah kanan. Pergeseran ini akan menyebabkan perbedaan EMF antara kumparan kanan dan kiri sehingga kumparan interkoneksi mengalami aliran arus. Aliran arus melalui kumparan interkoneksi akan secara drastis mempengaruhi aliran arus di kedua loop bawah dan dengan demikian mempengaruhi kekuatan kutub dari setiap loop.
Mari kita analisis gaya yang bekerja di kereta sekarang. Anda bisa melihat bahwa komponen vertikal gaya tetap sama, tetapi komponen horizontal bersih bermanifestasi ke kiri yang memaksa kereta untuk bergerak kembali ke tengah. Saat kereta mendekat ke tengah, arus dalam loop interkoneksi berkurang, dan akhirnya komponen gaya horizontal menghilang.
Sungguh mekanisme yang mudah dan brilian untuk menstabilkan kereta, bukan? Dari pembahasan sejauh ini, anda mungkin mengerti bahwa sistem kriogenik kereta dan peralatan listrik kereta lainnya membutuhkan daya listrik yang sangat besar. Bagaimana cara mentransfer daya listrik ke kereta berkecepatan tinggi?
Sentral Jepang Railway menggunakan teknik yang disebut pengumpulan daya induktif untuk melakukannya. Di sini, dengan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik, daya listrik ditransfer dari kumparan tanah ke kumparan pengumpul daya di kereta api tanpa kontak material apa pun.
Medan magnet yang kuat yang dihasilkan magnet superkonduktor dapat membahayakan kesehatan penumpang. Untuk menghindari efek yang tidak diinginkan ini, pelindung magnetik digunakan pada rolling stock dan fasilitas embarkasi penumpang, sehingga menjaga kekuatan medan magnet di bawah pedoman ICNIRP.
Uji coba kereta SC maglev dimulai tahun 1997 di jalur uji Yamanashi maglev. Testnya cukup sukses dan berlanjut selama 10 tahun berturut-turut tanpa melewatkan satu hari pun. Sebuah rekor dunia kecepatan 603 KPJ telah dicapai selama ini. Hasil yang sangat positif ini mendorong pihak berwenang Jepang, dan mereka memberikan izin untuk melakukan operasi SC maglev komersial antara Tokyo dan Nagoya pada tahun 2027 dengan lebih banyak kereta SD maglev yang akan menyusul.
Sebelum Anda pergi, jangan lupa untuk menjadi bagian dari tim kami. Terima kasih.
Apakah EMF ini dalam arah yang sama? Harap dicatat bahwa ini adalah kumparan bengkok. Hanya ketika kita melepasnya maka kita akan memahami arah yang benar. Jelas bahwa EMF induksi berlawanan arah, yang berarti EMF bersih yang diinduksi pada kumparan ini karena gerakan magnet batang adalah nol dan tidak ada arus yang mengalir melalui loop.
Singkatnya, magnet batang bergerak melalui pusat loop tidak akan berpengaruh pada loop. Sekarang perhatikan kasus yang sama tetapi kali ini magnet sedikit offset terhadap loop seperti yang ditunjukkan di sini. Loop bawah menghadapi fluks magnet dengan kekuatan tinggi, yang berarti EMF yang diinduksi pada loop bawah akan lebih tinggi daripada di atas.
Kekuatan yang lebih tinggi ini juga berarti bahwa arus bersih akan mengalir melalui loop. Aliran arus ini menghasilkan kutub selatan pada loop atas dan kutub utara pada loop bawah. Jika anda menganalisis interaksi gaya antara kutub magnet, jelas bahwa gaya ke atas yang dihasilkan dikenakan pada magnet superkonduktor.
Jika gaya ini lebih besar dari tarikan gravitasi, magnet akan bergerak ke atas. Ya, pergerakan magnet superkonduktor paralel yang diimbangi dengan kumparan berbentuk angka delapan menghasilkan levitasi. Saat magnet bergerak ke atas, perbedaan antara nilai EMF dan aliran arus dalam loop berkurang, yang berarti gaya pada loop juga berkurang.
Akhirnya, ketika gaya ke atas menjadi sama dengan tarikan gravitasi, maka magnet atau kereta telah mencapai levitasi. Teknisi Jepang mencapai levitasi 3,9 inci menggunakan teknologi ini. Jelas, semakin tinggi kecepatan kereta, semakin besar gaya levitasi, yang berarti bahwa ketika kereta dalam keadaan diam, kereta tidak dapat melayang.
Inilah sebabnya mengapa kereta SD maglev menggunakan ban normal untuk start dan operasi kecepatan rendah. Ketika kereta mencapai kecepatan ambang, ban ditarik kembali karena gaya elektromagnetik cukup kuat untuk mengangkat kereta.
Selanjutnya muncul pertanyaan tentang panduan kereta api. Panduan berarti kereta harus selalu berada di tengah. Ia harus bergerak tanpa menabrak dinding samping. Dengan kata lain, harus mencapai stabilitas lateral.
Teknisi Jepang mencapai stabilitas ini dengan cukup mudah, yaitu menghubungkan kumparan berbentuk angka delapan yang kita lihat sebelumnya seperti yang ditunjukkan. Jika kereta berada di tengah, EMF induksi pada kumparan kanan dan kiri akan sama dan tidak ada arus yang mengalir melalui kumparan interkoneksi.
Namun, misalkan kereta telah bergerak sedikit ke arah kanan. Pergeseran ini akan menyebabkan perbedaan EMF antara kumparan kanan dan kiri sehingga kumparan interkoneksi mengalami aliran arus. Aliran arus melalui kumparan interkoneksi akan secara drastis mempengaruhi aliran arus di kedua loop bawah dan dengan demikian mempengaruhi kekuatan kutub dari setiap loop.
Mari kita analisis gaya yang bekerja di kereta sekarang. Anda bisa melihat bahwa komponen vertikal gaya tetap sama, tetapi komponen horizontal bersih bermanifestasi ke kiri yang memaksa kereta untuk bergerak kembali ke tengah. Saat kereta mendekat ke tengah, arus dalam loop interkoneksi berkurang, dan akhirnya komponen gaya horizontal menghilang.
Sungguh mekanisme yang mudah dan brilian untuk menstabilkan kereta, bukan? Dari pembahasan sejauh ini, anda mungkin mengerti bahwa sistem kriogenik kereta dan peralatan listrik kereta lainnya membutuhkan daya listrik yang sangat besar. Bagaimana cara mentransfer daya listrik ke kereta berkecepatan tinggi?
Sentral Jepang Railway menggunakan teknik yang disebut pengumpulan daya induktif untuk melakukannya. Di sini, dengan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik, daya listrik ditransfer dari kumparan tanah ke kumparan pengumpul daya di kereta api tanpa kontak material apa pun.
Medan magnet yang kuat yang dihasilkan magnet superkonduktor dapat membahayakan kesehatan penumpang. Untuk menghindari efek yang tidak diinginkan ini, pelindung magnetik digunakan pada rolling stock dan fasilitas embarkasi penumpang, sehingga menjaga kekuatan medan magnet di bawah pedoman ICNIRP.
Uji coba kereta SC maglev dimulai tahun 1997 di jalur uji Yamanashi maglev. Testnya cukup sukses dan berlanjut selama 10 tahun berturut-turut tanpa melewatkan satu hari pun. Sebuah rekor dunia kecepatan 603 KPJ telah dicapai selama ini. Hasil yang sangat positif ini mendorong pihak berwenang Jepang, dan mereka memberikan izin untuk melakukan operasi SC maglev komersial antara Tokyo dan Nagoya pada tahun 2027 dengan lebih banyak kereta SD maglev yang akan menyusul.
Sebelum Anda pergi, jangan lupa untuk menjadi bagian dari tim kami. Terima kasih.