高铁受电弓的工作原理是什么？为何火车拉弧一路火花四溅？ #科普 #火车 #高铁 #科技 #科學 #机械 #涨知识

發明受電弓的人真是個天才呀 沒有他現在的火車可能還在燒煤呢 受電弓的原理看似簡單 其實一點也不復雜 就是通過和架空線的接觸來傳輸電力 但是受電弓的發展可謂是一波三折哈 最早的受電弓長這樣 也是通過升降和架空線接觸 但是遇到顛簸時彈簧會來不及收縮 導致受電弓從底部斷掉 所以後來的受電弓向後傾斜了一些 然後用彈簧連接起來 這樣雖然受電弓不容易斷了 但是架空線又會受到太大的拉力 容易發生斷裂 於是後來的受電弓又在另一邊 加了一根固定杆 讓受電弓更穩固 同時爲了讓受電弓和架空線的接觸更好 受電弓的頂端還加了一個導向槽 讓架空線能夠順着導向槽滑動哈 但是這樣有一個弊端 就是導向槽會因爲和架空線的摩擦而磨損 造成接觸不良或者損壞 爲了避免這個問題 後來的受電弓又改成了這樣 讓導向槽更加耐磨 但這樣還不夠 因爲受電弓只能和架空線的一個點接觸 這樣會讓受電弓的磨損更大 所以後來又把架空線改成了這樣 讓它有一些彎曲 這樣架空線就能在受電弓上來回滑動了 從而分散受電弓的磨損 但是這樣幹磨架空線也扛不住 所以又在受電弓上加了一層碳袋 以後只需要定期更換就行了哈 這樣的受電弓在當時已經完美了 但無奈火車發展的太快 速度一路狂飆 於是新的問題又出現了 那就是空氣阻力 空氣會在受電弓周圍形成氣流 產生一個向下的力 引發震動 造成受電弓和架空線的接觸變得不穩定 爲了消除空氣阻力 受電弓又被改成了這樣的雙臂 雖然接觸沒問題了 但是體積變大了 導致了圍堡的不便 所以後來的受電弓又改回了單臂 並對結構進行了優化 而且將受電弓放在了車頂稍厚一些的位置 從而降低空氣阻力的影響 這便是目前大部分火車所使用的受電弓哈 那麼爲什麼在冰凍雨雪天氣 受電弓會一路火花帶閃電呢 這是由於架空線被冰層覆蓋 不能和受電弓完全接觸 所出現的一種拉弧現象