エッヘン

2005年 11月 22日 の記事 (2件)


周波数による相違
日本で使われている電源周波数は,ほぼフォッサマグナを境界にして関東以北では50Hz、それ以外は60Hzとなっています。周波数の違いは、交流モーターの回転数、換気扇やクーラなどの性能に影響します。また、各種照明装置の明るさやチラツキなどにも違いがみられます,50Hzの方がチラツキが多いわけです。電源周波数の違いでとくに注意が必要なのは、50Hz用の電気磁気を使う器具をそのまま60Hz電源に接続してはならないということです。電磁石を例にとると、50Hzのとき100%であった電磁力(吸引力)が60Hzになると64%程度まで低下してしまいます。逆に、60Hz用を50Hzで使うと吸引力は144%、つまり1.44倍に増加します。この場合、単に吸引力が増加するだけなら良いですが、その欠点として電流が1.2倍に増えるため、電磁石コイルが異常加熱します。したがって、交流用の電磁力を使う電気器具は周波数に注意を払う必要があります。ヨーロッパの50Hz機器をアメリカの60Hzで使うためには,同じパワーにする必要から,400Vの1.2倍の480Vにする必要があったわけです。さて,何故50,60Hzが必要になった分けを知りたくなってきました,一般的な導入先のドイツのAEG社,アメリカのGE社からきた程度しかまだ分っていませんが,新潟は50Hz,佐渡は60Hzには少しおどろきました。関連でテレビの走査線の周波数と同期させてチラツキ(ビデオカメラで画面を撮影すると横縞になるやつ)を押さえるためアメリカの※NTSC(日本も同じ)は60Hzを使用しています,50Hzの関東でTV画面をビデオカメラで撮影すると横筋が激しく移動するのは,蛍光灯の100Hzの発光と60HzのTVの走査線の同期がずれるからです,関西ではほとんど止まって見えます。海外旅行をする時に持っていく電気製品の電圧と周波数が対応しているかも少し知識が必要です。アメリカは117,120Vで60Hz,ヨーロッパは220V(230V化)で50Hz,オーストラリアは240Vで50Hzです。コンセントはヨーロッパの国ごとで違いますから大変です。日本の電圧も正確に言えば101±6V,202±20V,50Hz,60Hzとなります。そういえば,1986年までHzでなくc/s,サイクル/秒を使用していましたね。関西電力京都蹴上水力発電所(テラサキ寿年会の村井さんのリポート)の発電機の周波数をみると,スタンレーは133Hz,トムソンは125Hz,エジソンは直流,G.E.は60Hz,ジーメンスは50Hzと発電機のメーカによっていろいろな周波数があります,ジーメンス50HzとG.E.の60Hzの勢力分布地図が現在の50,60Hzの分布地図であるのが納得できるものです。何でもありの周波数が淘汰された結果が世界の周波数と電圧であるなら,何故50,60Hzなの?の答えは無いのかもしれません。G.E.製品だけなら60Hzの世界になっていたかも。しかし,日本の中が2分しているのは,明治政府の統制力の無さです。βとVHSの戦いとは異なり自然淘汰されて統合されていくものでなく,将来に渡って,いく種類もの製品を作ることになります。アメリカ,ヨーロッパに輸出する日本製品の強みになっているのはたしかですが。現在,周波数の統合化を打ち出したら東京の50Hzに統合され,西日本の人は,インバータでない電動機を使った器具を買いなおす需要が発生します。誰も不便に感じてないから周波数の統合化は永久にないものですが。それよりも日本国内では 400/230 V配電の採用がささやかれています。

ツーリング15台に内の古典ものバイクです。飛びますね!
2005 11/22 08:17:01 | 何故の解明 | Comment(0)
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上越新幹線の地震での脱線
新聞によると,とき325号(乗客150人)の脱線がこの程度で済んだのは,200系の車両で,車重が重かったためで,東海道新幹線の700系では,車両がアルミで軽量化されているため危険であるとの記載があった。本当にそうでしょうか?重たい車両を動かすには大きな力が必要ですF=Mαで質量Mが大きいと同じ力でも加速度は減ります。即ち急には動かないことになりますが,一旦動き出したら重いと止まらないことにもなります。
さて,線路がずれて先頭車両が地震で脱線することは理解できますが,何故中間の4,5車両目が脱線していないのに後尾車両が脱線したかが理解できないことです。(10両編成)
後尾車両が脱線したわけを推定してみたいと思います。

推定1)地面が揺れたとき重い車両は元の位置を保つ動きをしますから,線路を自体を揺れないように保ちます。電車の質量と運動慣性(モータのジャイロ効果)で線路の動きを止める働きをするわけですね,しかし,電車が無い線路は大きく揺れて,先頭車両と後尾車両は車両と線路の動きの差が大きく脱線したと考えられます。

この推定からの結論
運動エネルギーが大きな車両は脱線しにくいことになります。(1/2×MV2)
従って,200系車両の210km/hと700系車両の285km/hどちらが脱線する傾向が強いのでしょうか?速度の2乗で運動エネルギーが増加するので10両変成車両の重量が200系の618トンと700系の708トンとすると(700系は16両編成)では200系のほうが0.57倍運動エネルギーが低いことになり,1両だけでも200系の方が0.74倍運動エネルギーが低く脱線し易いことになり,報道は正しくないことになります。
700系は軽くても速度のエネルギーが高いため線路を保持する機能があるわけです。

資料
下記の表から300系からは軽くなっています。(とき325号は200系車両)
0系 700+288トン  220km/h  消費電力比100 (62トン/1両)
100系        220km/h  消費電力比86
200系 60トン×10 220km/h (0系に雪対策したもの,210km/h,とき325号は10両)
300系 700+18トン 270km/h  消費電力比97
500系 700トン   300km/h  消費電力比82   (44トン/1両)
700系 700+8トン  285km/h  消費電力比90  (新大阪-博多間 電気代30万円)
N700系 700トン  300km/h  消費電力比81?

(停止距離は新幹線の専用軌道で4km以内 在来線は600m以内の規則がある。)
ユレダスでP波検知で2秒で非常停止信号が出ても53秒〜100秒約2.5km滑走する。
スラブとバラスの軌道による非常停車状況は?

再掲載ですが、文章と一致しますのでお許しを!
2005 11/22 07:50:15 | 何故の解明 | Comment(0)
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