지하철의 움직이는 원리

우리의 일상생활에서 가장 친숙하고 편리한 이동수단인 지하철!

정확한 약속 시간을 맞출 수 있으며 교통체증 걱정 없고 실내는 쾌적한 없어서는 안 될 대중교통인 지하철의 움직이는 원리에 대해 알아보자.

 

전철 혹은 지하철의 움직이는 원리는 전동기와 전기식 제동장치로 구동된다 할 수 있다.

쉬운 예로 놀이 동산에 가서 한 번쯤 타보거나 본 적 있을 범퍼카와 동일하다고 생각하면 이해가 쉬울 것이다.

 

지하철이 움직이기 위해서는 선로 위에 설치된 전선에서 고전압 전류를 공급받게 되고 전동기에서는 전기 에너지를 기계적 에너지로 변환하여 바퀴를 움직인다. 일정한 속도까지 모터의 동작으로 이동하고 관성에 의해 이동하다가 속도가 줄어들게 되면 다시 모터를 가동하여 속도를 올리게 된다.

 

전류의 방식 또한 직류와 교류 2가지로 나뉜다.

 

1. 직류 방식

한 방향으로만 흐르는 전기이며, 구조가 간단하고 저렴하다. 고속의 열차에는 부적합하다.

 

2. 교류 방식

전압을 자유롭게 변경할 수 있으며, 전압을 낮추어 운행하면 전력 손실을 줄일 수 있다.

 

서울의 지하철 기준으로 보면 직류방식과 교류방식을 사용하는 호선은 아래와 같이 나누어져 있다.

2, 3, 4호선은 서울메트로에서 운영중이며, 직류방식의 지하철을 사용한다. 왜냐하면 이용객이 가장 많으며 지하철역 구간의 밀도가 매우 높기 때문에 그렇다.

이외에 광역전철 같은 경우는 역 구간의 밀도가 낮고 이용객이 적기 때문에 고속운행도 가능하고 전력손실을 줄 일 수 있는 교류 방식을 사용한다.

 

지하철을 이용하다 보면 이와 같은 지하철 운행 방법의 차이를 직접 느낄 수 있는 순간이 있다. 간혹 어느 구간을 지날때면 항상 지하철의 속도가 느려지면서 내부에 형광등이 어두워지는 경험을 해본 적이 있을 것이다.
(예를 들면 1호선 서울역 구간을 지날 때)

 

이 구간을 절연 구간이라고 하는데 직류 전류와 교류 전류가 교차되는 구간을 말한다.
이 구간을 지날 때면 전동차에 일시적으로 전기 공급을 끊는다. 기존의 속도에 의한 관성으로만 주행하게 되며 모든 전기 공급을 끊기 때문에 내부 실내등은 축전지의 전기만 공급되므로 실내등이 어두워지는 것이다.

그리 길지 않은 시간이지만 이제는 불이 꺼지는 순간 직류와 교류 방식의 차이로 인해 꺼진 거야라고 누군가에게 아는 척할 수 있게 되었다.

 

우리 생활에 없어서는 안 되는 편리한 대중교통이지만, 고전압을 이용하기 때문에 항상 안전에 유의하며 관리하고 운영하는 것이 매우 중요할 것이다.