1. Source d'alimentation:
* troisième rail: Certaines locomotives électriques tirent la puissance d'un troisième rail, un rail électrifié fonctionnant le long des voies. Ce rail est généralement situé au milieu de la piste, offrant une source directe d'électricité.
* Lignes aériennes: D'autres utilisent des lignes aériennes, qui sont des fils suspendus au-dessus des pistes et transportant une électricité à haute tension. Un pantographe, un appareil sur le toit de la locomotive, entre en contact avec le fil et conduit de l'électricité à la locomotive.
* Générateurs à bord: Certaines locomotives électriques ont des générateurs à bord alimentés par un moteur diesel ou une turbine à gaz, qui produisent de l'électricité pour la propulsion.
2. Conversion et contrôle:
* Transformers: L'électricité haute tension reçue de la source est généralement descendu à une tension inférieure par un transformateur à l'intérieur de la locomotive.
* Rectifiers: Le courant alternatif (AC) est ensuite converti en courant direct (DC) par un redresseur, qui est essentiel pour conduire les moteurs électriques.
* Système de contrôle: Le système de contrôle de la locomotive gère le flux d'électricité vers les moteurs, ajustant la puissance en fonction des exigences de vitesse et de charge.
3. Moteurs électriques:
* Motors de traction: L'électricité DC alimente les moteurs de traction, généralement puissants moteurs de la série DC. Ces moteurs sont couplés aux essieux de la locomotive à travers les engrenages et les arbres d'entraînement.
* couple et vitesse: Lorsque le courant électrique traverse les enroulements du moteur, un champ magnétique est créé, interagissant avec le champ magnétique du rotor. Cette interaction produit un couple, qui tourne l'essieu et propulse la locomotive. La vitesse du moteur, et donc la locomotive, est contrôlée en ajustant le flux de courant vers les moteurs.
4. Freinage:
* freinage régénératif: Les locomotives électriques peuvent utiliser leurs moteurs comme générateurs pour freiner. Lorsque la locomotive freine, les moteurs agissent comme des générateurs, convertissant l'énergie cinétique en électricité. Cette électricité peut être utilisée pour alimenter d'autres locomotives ou réintégration dans le réseau électrique, ce qui rend le freinage régénératif incroyablement économe en énergie.
Avantages des locomotives électriques:
* opération propre: Les locomotives électriques ne produisent aucune émission au point de fonctionnement, ce qui les rend respectueuses de l'environnement.
* Haute efficacité: Ils convertissent un grand pourcentage d'énergie électrique en puissance mécanique, ce qui les rend très efficaces par rapport aux locomotives diesel.
* Fonctionnement silencieux: Les locomotives électriques sont nettement plus silencieuses que les locomotives diesel, ce qui réduit la pollution sonore.
* Accélération forte: Les moteurs électriques offrent un excellent couple, permettant une accélération puissante et une capacité élevé de transport.
En conclusion, les locomotives électriques exploitent la puissance de l'électromagnétisme pour fournir un transport efficace et propre. En dessinant l'électricité à partir de diverses sources, en la convertissant en une forme utilisable et en utilisant des moteurs puissants pour conduire les roues, ces locomotives jouent un rôle vital dans les réseaux ferroviaires modernes.
