פנטוגרף רכבות

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
פנטוגרף יהלום ברכבת שווייצרית

פנטוגרף הוא מכשיר שמעביר זרם חשמלי מקווי חשמל עיליים להנעת רכבות הפועלות על חשמל או רכבות קלות (חשמליות). שמו של הפנטוגרף נובע מהדמיון שיש בינו לבין מכשירי פנטוגרף המשמשים להעתקת דפוס ושרטוטים.

המצאה[עריכת קוד מקור | עריכה]

שרטוט מ-1895 המראה את הפנטוגרף בצורתו הראשונית והשטוחה בקו הרכבת בולטימור-אוהיו.

הפנטוגרף השטוח הומצא ב 1895 בקו הרכבת בולטימור-אוהיו ובגרמניה בשנת 1900 על ידי חברת סימנס והלסקה. הצורה המוכרת יותר של הפנטוגרף, הנקראת פנטוגרף היהלום, הומצאה על ידי ג'ון ק. בראון בקו הרכבת היוממי בין סן פרנסיסקו לאיסט-ביי, בקליפורניה. תצלומים של המכשיר הופיעו כבר ביומה הראשון של רכבת זו ב-26 באוקטובר 1903. צורת היהלום המקורית של הפנטוגרף עדיין נמצאת בשימוש בקווי רכבת רבים, למרות העשורים הרבים שעברו מאז המצאתו הראשונית.

הפנטוגרף היווה שיפור מהותי למעבירי הכוח הרגילים ששימשו את הרכבות החשמליות עד להמצאתו, מכיוון שהוא איפשר לרכבות לנסוע במהירות גבוהה יותר מבלי שהמגע בין הרכבת לקווי החשמל המזינים אותה יתנתק.

הפנטוגרף היום[עריכת קוד מקור | עריכה]

פנטוגרף Z חד-זרועי המשמש את קווי הרכבת של השטראסה-באהן בברלין, גרמניה

הפנטוגרפים המשמשים את הרכבות היום נקראים חצאי-פנטוגרף (או פנטוגרף ,'Z', על-שם האות האנגלית המדמה את צורתו), אשר פותחו להתמודד עם המהירויות הגבוהות שהרכבות נדרשות לנסוע בהן ועל-מנת להקטין את השטח שפנטוגרפי היהלום תפסו על גגות הרכבת. פנטוגרפי 'Z' נפוצים בכל סוגי הרכבות בימינו, החל מרכבות מהירות ביותר וכלה ברכבות קלות הנעות בתוך הערים (כמו הרכבת הקלה בירושלים). העיצוב הנוכחי מאפשר לספק כוח לרכבת בשני כיווני הנסיעה ביעילות דומה.

דרך פעולה[עריכת קוד מקור | עריכה]

קווי הרכבת החשמליים המודרניים משתמשים בקווי מתח עיליים שמהם נמתחים חוטים המקשרים בין קו המתח לרכבת. הפנטוגרף מתנהג כקפיץ ולוחץ על קווי המתח העיליים על-מנת לספק כוח לרכבת. מסילות הרכבת עצמן משמשות כהארקה. הפנטוגרף מחליק עם תנועת הרכבת על-גבי קווי המתח ועלול ליצור גלים עומדים בקווי החשמל, אשר מורידים את המתח ומפחיתים את יעילות העברת החשמל. הדבר מונע ממערכות מסוימות להשתמש בפנטוגרפים סמוכים מדי זה לזה.

הפנטוגרף הוא היורש של עמודי-הכוח, אשר היו פופולריים במערכות הסעה קדומות יותר. עדיין נעשה שימוש בעמודי-כוח באוטובוסים חשמליים, שאינם מאפשרים שימוש בפנטוגרף עקב הצורך בגמישות יתרה ובמעגל חשמלי אחר. גם רכבות חשמליות שמסלולן כולל סיבובים חדים רבים מחייבות שימוש בעמודי-כוח, כמו הרכבת הקלה בטורונטו, אשר בקנדה.

למרות שהפנטוגרף הוא רגיש ויקר יותר מספקי כוח תחתיים (בדמות מסילה שלישית בין פסי הרכבת), הוא זה השולט בנוף התחבורה הציבורית החשמלית, מכיוון שהוא מאפשר שימוש במתח גבוה יותר.

על-מנת שהפנטוגרף לא יתכווץ בפתאומיות ויתנתק ממקור המתח נעשה שימוש באוויר דחוס הלקוח ממערכת הבלמים של הרכבות. אוויר דחוס זה דוחף את הפנטוגרף כנגד קווי המתח או מוריד אותו כאשר יש צורך בכך. כמו כן, על-מנת למנוע מהפנטוגרף להתנתק מקו המתח כאשר מערכת הבלמים אינה מספקת לו אוויר דחוס כנדרש, הוא מחובר בעזרת תפסים לקו המתח ונאחז בו.