Keretapi jenis superconductor biasanya merujuk kepada teknologi Maglev (Magnetic Levitation) berasaskan superkonduktiviti, yang digunakan dalam beberapa kereta api berkelajuan tinggi, seperti prototaip dari Jepun (SCMaglev) dan eksperimen dari negara lain.
Berikut penjelasan prinsip asas kereta api superconductor:
🚄 Apa itu Kereta Api Superconductor?
Ia adalah kereta api yang:
- Tidak menggunakan roda konvensional.
- "Terapung" di atas landasan menggunakan daya magnet (levitasi).
- Menggunakan bahan superkonduktor untuk mencipta medan magnet yang kuat dan stabil tanpa geseran.
🧲 Prinsip Fizik di Sebaliknya
1. Superkonduktiviti
- Merujuk kepada bahan yang boleh menghantar arus elektrik tanpa rintangan elektrik apabila disejukkan ke suhu yang sangat rendah (biasanya dengan cecair nitrogen atau helium).
- Contoh bahan: YBCO (Yttrium Barium Copper Oxide)
2. Meissner Effect
- Superkonduktor akan menolak semua medan magnet apabila dalam keadaan superkonduksi ➜ ini mencipta kesan levitasi magnetik.
- Apabila digabung dengan magnet kekal pada landasan, superkonduktor akan "mengapung" dan terkunci di kedudukan tertentu secara stabil.
3. Flux Pinning
- Dalam superkonduktor jenis II, medan magnet dapat menembusi bahan dalam bentuk "flux tubes" yang terpaku.
- Ini membolehkan keretapi terapung stabil dan tidak bergerak bebas ke tepi, ia "dikunci" pada satu ketinggian & kedudukan walaupun arah berubah-ubah.
⚙️ Bagaimana Sistem Berfungsi (Langkah demi Langkah)
Magnet Kekal (di trek)
+ Superkonduktor (di bawah tren)
↓
→ Meissner Effect ➜ Tren terapung
→ Flux Pinning ➜ Tren stabil terapung
→ Arus pemacu linear ➜ Tren bergerak ke hadapan
⚡️ Penggerakan
- Kereta api digerakkan dengan Linear Synchronous Motor (LSM) atau Linear Induction Motor (LIM).
- Magnet di landasan diaktifkan secara bergilir untuk menarik dan menolak tren sepanjang landasan.
🟢 Kelebihan Kereta Api Superconductor
| Kelebihan | Penjelasan |
|---|---|
| Tiada geseran roda-rel | Tiada sentuhan fizikal ➜ kurang haus & bunyi. |
| Kelajuan sangat tinggi | Mampu cecah >600 km/j seperti SCMaglev Jepun. |
| Lebih stabil & selesa | Tiada getaran dari rel, sangat lancar. |
| Kecekapan tenaga tinggi | Tiada rintangan elektrik (dalam bahan superkonduktor). |
🔴 Cabaran & Kekurangan
| Cabaran | Penjelasan |
|---|---|
| Kos tinggi | Infrastruktur & bahan penyejuk sangat mahal. |
| Keperluan suhu rendah | Superkonduktor perlu disejuk ke suhu sangat rendah (−196°C atau lebih). |
| Tidak serasi dengan rel biasa | Perlu laluan khas, tidak boleh guna landasan konvensional. |
📌 Contoh Dunia Sebenar
| Negara | Sistem | Status |
|---|---|---|
| Jepun | SCMaglev (Superconducting Maglev) | Dalam pembinaan (Tokyo–Nagoya) |
| China | Prototip Maglev superkonduktor | Ujian dan pembangunan aktif |
| Korea | Ujian levitasi magnetik suhu tinggi | Dalam skala eksperimen |
No comments:
Post a Comment