1. Fonte di alimentazione:
* Terza ferrovia: Alcune locomotive elettriche traggono energia da un terzo binario, una guida elettrificata che corre lungo i binari. Questo binario si trova di solito nel mezzo della pista, fornendo una fonte diretta di elettricità.
* Linee aeree: Altri usano linee aeree, che sono fili colpiti sopra le tracce e che trasportano elettricità ad alta tensione. Un pantografo, un dispositivo sul tetto della locomotiva, entra in contatto con il filo e conduce elettricità nella locomotiva.
* Generatori di bordo: Alcune locomotive elettriche hanno generatori di bordo alimentati da un motore diesel o una turbina a gas, che producono elettricità per la propulsione.
2. Conversione e controllo:
* Transformers: L'elettricità ad alta tensione ricevuta dalla sorgente viene generalmente scendere a una tensione inferiore da un trasformatore all'interno della locomotiva.
* Rettificatori: La corrente alternata (AC) viene quindi convertita in corrente continua (DC) da un raddrizzatore, che è essenziale per la guida di motori elettrici.
* Sistema di controllo: Il sistema di controllo della locomotiva gestisce il flusso di elettricità ai motori, regolando la potenza in base ai requisiti di velocità e carico.
3. MOTORI ELETTRICI:
* Motori di trazione: Il DC elettrico alimenta i motori di trazione, tipicamente potenti motori della serie DC. Questi motori sono accoppiati agli assi della locomotiva attraverso gli ingranaggi e gli alberi di trasmissione.
* Coppia e velocità: Quando la corrente elettrica scorre attraverso gli avvolgimenti del motore, viene creato un campo magnetico, interagendo con il campo magnetico del rotore. Questa interazione produce coppia, che ruota l'asse e spinge la locomotiva. La velocità del motore, e quindi la locomotiva, è controllata regolando il flusso di corrente ai motori.
4. Braking:
* Braking rigenerativo: Le locomotive elettriche possono usare i loro motori come generatori per frenare. Quando i freni locomotivi, i motori fungono da generatori, convertendo l'energia cinetica di nuovo in elettricità. Questa elettricità può essere utilizzata per alimentare altre locomotive o immersione nella rete elettrica, rendendo la frenata rigenerativa incredibilmente efficiente dal punto di vista energetico.
Vantaggi delle locomotive elettriche:
* Funzionamento pulito: Le locomotive elettriche producono zero emissioni nel punto operativo, rendendole rispettose dell'ambiente.
* Alta efficienza: Convertono una grande percentuale di energia elettrica in energia meccanica, rendendoli altamente efficienti rispetto alle locomotive diesel.
* Operazione tranquilla: Le locomotive elettriche sono significativamente più silenziose delle locomotive diesel, riducendo l'inquinamento acustico.
* Accelerazione forte: I motori elettrici offrono una coppia eccellente, consentendo una potente accelerazione e un'elevata capacità di trasporto.
In conclusione, le locomotive elettriche sfruttano la potenza dell'elettromagnetismo per fornire un trasporto efficiente e pulito. Disegnando elettricità da varie fonti, convertendola in una forma utilizzabile e usando potenti motori per guidare le ruote, queste locomotive svolgono un ruolo vitale nelle moderne reti ferroviarie.
