3 ระบบกันสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้า

ระบบกันสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้า (ElectroMagnetic Suspension: EMS)

      คุณเคยเล่นแม่เหล็กมาก่อนไหม? ถ้าเคย คุณจะเห็นว่า ขั้วที่ต่างกันจะดูดกัน และขั้วที่เหมือนกันจะผลักกัน

รูปแม่เหล็ก

แนะนำเพื่อให้อ่านได้ต่อเนื่องให้ คลิกขวาเลือก Open link in new window

รูปแม่เหล็ก ขั้วที่ต่างกันจะดูดกัน ส่วนขั้วที่เหมือนกันจะผลักกัน

      นี้คือหลักการขั้นพื้นฐานของการขับเคลื่อนแม่เหล็กไฟฟ้า ในแม่เหล็กไฟฟ้ามีการทำงานคล้ายกับแม่เหล็กที่เราเห็นทั่วไป แต่ต่างกันตรงที่แม่เหล็กไฟฟ้าจะทำงานก็ต่อเมื่อมีการป้อนไฟฟ้าเข้าไป

รูปแม่เหล็กไฟฟ้า

รูปการทดลองแม่เหล็กไฟฟ้า

      เมื่อไม่ป้อนไฟฟ้าเข้าไปในวงจร ก็จะไม่มีการทำงาน ส่วนความรู้เกี่ยวกับแม่เหล็กไฟฟ้าจะไม่กล่าวถึงในที่นี้ คุณสามารถสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็กได้ โดยการนำลวดทองแดงพันขดเป็นเกลียว และนำไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ ต่อที่ขั้วหัวและท้าย กระแสไฟที่วิ่งผ่านไปในขดลวดนั้นจะสร้างสนามแม่เหล็กขนาดเล็กให้เกิดรอบ ๆ ขดลวด

รูปการสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างง่าย ๆ

รูปแม่เหล็กไฟฟ้าโดยการพันขดลวดอาบน้ำยาแล้วป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไป

ระบบส่วนใหญ่ของพลังงานแม่เหล็ก

            การสร้างสนามแม่เหล็กในขดลวดนี้เป็นแนวคิดพื้นฐานในการสร้างระบบรถไฟหัวกระสุน โดยมีองค์ประกอบหลัก ๆ อยู่สามส่วนได้แก่

-          แหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าที่มีขนาดใหญ่

-          ขดลวดคอยล์โลหะที่ทำเป็นรางรถไฟ และผนังด้านข้าง

รูปรางรถไฟที่มีการฝังชุดแม่เหล็กไฟฟ้า

-          แม่เหล็กขนาดใหญ่ที่ติดตั้งอยู่ใต้ขบวนรถไฟ

รูปการฝังชุดสนามแม่เหล็กที่รถไฟ และตัวราง กับผนังข้าง

วิดีโอการทดลองยกตัว

วิดีโอการทดลองยกตัว 2

           ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างรถไฟหัวกระสุน กับรถไฟธรรมดา อยู่ตรงที่รถไฟหัวกระสุนจะไม่มีเครื่องยนต์ ที่จะขับเคลื่อนขบวนรถไฟ

เครื่องยนต์ที่ใช้กับรถไฟหัวกระสุนนั้น แทนที่จะใช้เชื้อเพลิงฟอสซิล กลับใช้วิธีการสร้างสนามแม่เหล็กแทนโดยมีคอยล์สร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (Electrified coils) ในที่ฝังในผนังรางรถไฟ และรางรถไฟ เพื่อใช้ขับเคลื่อนขบวนรถ

รูปความแตกต่างกันของอีเอ็มเอส และอีดีเอส

รูปรถไฟความเร็วสูงแบบอีเอ็มเอส และอีดีเอส

วิดีโอเปรียบเทียบระบบทั้งสอง

รูปรถไฟความเร็วสูงแบบอีเอ็มเอส

      ระบบกันสะเทือนแม่เหล็กไฟฟ้า หรืออีเอ็มเอส เป็นการสร้างแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถูกควบคุมด้วยแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์ เพื่อให้เกิดแรงดึงดูดในการลอยตัว เหนือในราง (ปกติเป็นเหล็กกล้า) การดึงดูดรถไฟเหนี่ยวนำแม่เหล็ก

รูปการวางแนวแม่เหล็กของรถไฟความเร็วสูงแบบอีเอ็มเอส

วิดีโอการทำงานของรถไฟความเร็วสูงแบบอีเอ็มเอส

      แม่เหล็กที่ที่ทำให้เกิดการลอยตัวของรถไฟจะดึงดูด ตัวนำที่ด้านใต้ของราง แรงดึงดูดระหว่าง ราง กับรถไฟจะมีค่าที่สามารถเอาชนะแรงดึงดูดของโลกได้ นี้จะทำให้รถไฟลอยตัว และวิ่งไปบนรางได้

รูปรถไฟความเร็วสูงแบบอีเอ็มเอส

      ร่องนำแม่เหล็ก (Guidance magnets) จะอยู่ด้านข้างของราง ซึ่งจะไม่มีการสัมผัสกับตัวรถไฟ เพราะถ้าสัมผัสมันจะสร้างความเสียหาย และแรงเสียดทานให้แก่รถไฟ ร่องนำแม่เหล็กจะมีหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็กเพื่อผลักดันรถไฟให้วิ่งไปตามราง

รูปภาคตัดรถไฟความเร็วสูงแบบอีเอ็มเอส

      ที่รูปด้านบน เราจะเห็นว่าตัวรถไฟจะห่อคลุมเกือบรอบราง เพราะเหตุนี้ รถไฟแบบอีเอ็มเอส จึงเป็นรถไฟที่มีความปลอดภัย และนั่งสบาย

      การที่เกิดการลอยตัวของรถไฟ ทำให้รถไฟวิ่งด้วยความเร็วที่สูง ถึงแม้ขณะที่ใช้ความเร็วต่ำ

      ความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กที่อยู่ภายในห้องโดยสาร มีค่าน้อย จึงมีความปลอดภัยต่อการทำงานของหัวใจของผู้โดยสาร หรืออุปกรณ์ที่ไวต่อสนามแม่เหล็ก เช่น เครดิตการ์ด หรือฮาร์ดดิสก์ ความรุนแรงของมันเปรียบได้กับสนามแม่เหล็กของโลก และต่ำกว่าความเข้มของสนามแม่เหล็กในที่เป่าผม, สว่าน หรือจักรเย็บผ้า

      ในกรณีที่ไฟฟ้าดับ รถไฟอีเอ็มเอสจะมีอุปกรณ์เสริม นั่นก็คือ แบตเตอรี่สำรองเพื่อไม่ให้รถไฟเข้ากระแทกกับรางอย่างทันที

      รถไฟความเร็วสูงอีเอ็มเอส ประสบความสำเร็จอย่างมาก จนถึงขณะที่เรียกว่า เป็นระบบส่งผ่านรวดเร็ว (Transrapid system) รถไฟรูปแบบนี้ นำมาใช้ในจีน และเยอรมัน           

รูปรถไฟความเร็วสูงแบบอีเอ็มเอส

ข้อคิดดี ๆ ที่นำมาฝาก

“มิตรภาพไม่ได้สำคัญว่า ใครมาก่อน มาหลัง

แต่มันอยู่ที่ว่า ใครที่เข้ามาในชีวิตคุณแล้ว

ไม่เคยเดินจากไป ต่างหาก”