Tramvaiul: de unde ia curent și cum circulă prin oraș

Tramvaiul ia curentul dintr-un fir suspendat deasupra șinelor, numit linie aeriană de contact. Pe acoperiș are un captator de curent care atinge firul tot timpul. Curentul trece prin motoare și se scurge prin roți în șine, care îl conduc înapoi. La Bratislava, în fir este o tensiune continuă de 600 de volți.

Motoarele sunt în boghiuri, adică în cadrele cu roți de sub vagon, și rotesc osiile printr-un angrenaj. O roată de oțel se rostogolește pe o șină de oțel cu rezistență mică, iar șinele ghidează în același timp tramvaiul, așa că nu are nevoie de volan. Primul tramvai electric în exploatare publică permanentă a circulat din 1881 lângă Berlin; înainte, în orașe, caii trăgeau vagoanele pe șine. La Bratislava, tramvaiul circulă din 1895.

De unde ia tramvaiul curent și cum îl transformă în mișcare

Linia aeriană de contact este un fir întins deasupra căii și aflat sub tensiune. Tramvaiul îl atinge cu captatorul de curent de pe acoperiș, iar curentul trece prin echipamentul de comandă spre motoare. De la motoare merge mai departe prin roți în șine și prin ele înapoi la substația care alimentează linia. Circuitul electric se închide astfel fără un al doilea fir.

Majoritatea rețelelor de tramvai au polul pozitiv în fir și pe cel negativ în șine. O rețea conectată astfel deteriorează mai puțin prin coroziune conductele metalice îngropate în pământ de-a lungul căii. Bratislava folosește exact această conectare, cu 600 de volți curent continuu.

Captatorul de curent nu a fost mereu la fel. Pe fotografii vechi și pe machete găsești trei tipuri:

• Prăjina de troleu. O prăjină lungă pe acoperiș, cu o rolă sau o patină de contact la capăt. Un arc o apasă de jos pe fir. Era tipică rețelelor americane.
• Captatorul cu liră. Un cadru în formă de arc care se sprijină cu marginea de sus pe fir. L-a proiectat Walter Reichel, colaborator al lui Werner von Siemens, în 1889, iar în Europa continentală a devenit repede obișnuit.
• Pantograful. Un cadru articulat pliabil, cu o bandă lată de contact sus. Aproape că nu sare de pe fir, se ridică și se coboară ușor, iar azi îl au majoritatea tramvaielor.

Curentul acționează motoarele de tracțiune, adică motoarele electrice care trag vehiculul. Fiecare motor rotește de obicei o osie printr-un angrenaj care reduce turația motorului și mărește forța la roți. Tramvaiele mai vechi aveau motoare de curent continuu de aproximativ 600 de volți. La viteză mică dau forță mare, ceea ce ajută tocmai la pornire. Vehiculele mai noi au motoare de curent alternativ, cărora electronica le adaptează curentul din linie.

De ce merge pe șine și cum pornește și frânează

Șinele îi dau tramvaiului două lucruri: rezistență mică la rulare și ghidare precisă. O roată de metal se rostogolește pe o șină de metal cu rezistență mică, mai ușor decât roata unei căruțe pe pavaj. Încă de la tramvaiele cu cai, asta însemna că un cal putea trage mai mult pe șine decât pe drum, iar călătoria era mai lină.

Pe șină, tramvaiul este ținut mai ales de forma roților. Suprafața lor de rulare este ușor conică, astfel că osia montată, adică două roți pe o osie comună, revine singură în mijlocul căii. Buza roții, adică marginea ridicată de pe partea interioară a roții, intervine abia când asta nu ajunge, de exemplu într-o curbă strânsă.

În oraș, șinele sunt la nivelul pavajului, de aceea se folosește șina cu canal. Lângă capul șinei are un canal prin care trece buza roții, iar mașinile și pietonii pot traversa calea. A inventat-o inventatorul francez Alphonse Loubat în 1852. Canalul se umple cu pietriș și murdărie și trebuie curățat, altfel tramvaiul merge dur și se pot deteriora atât roata, cât și șina. Pentru un biciclist, este un loc în care i se poate prinde roata.

Vatmanul comandă pornirea și frânarea cu un controler. Tramvaiele mai vechi aveau o manetă separată pentru mers și una separată pentru frână, cele mai noi au un singur controler cu un întrerupător de siguranță care oprește tramvaiul când vatmanul încetează să îl țină. Pentru frânare, tramvaiul are mai multe sisteme:

• Frâna electrică. La frânare, motoarele trec în regim de generator și transformă mișcarea înapoi în curent. Acesta fie se întoarce în linie, fie se transformă în căldură în rezistențe. Astfel, frânele cu fricțiune se uzează mai puțin.
• Frânele cu fricțiune de la roți. Opresc tramvaiul chiar și atunci când frâna electrică cedează.
• Frâna pe șină. Electromagneți suspendați de boghiu chiar deasupra șinei sunt atrași spre șină și frânează prin frecare direct pe ea. Nu depinde de cât de bine aderă roțile la șină, de aceea ajută și pe calea udă. Se folosește la frânarea rapidă și la cea de urgență.

Cum a devenit tramvaiul cu cai tramvai electric

Înainte de electricitate, caii trăgeau vagoanele pe șine pe străzi. Un astfel de tramvai cu cai a fost introdus la New York în 1832 și de acolo s-a răspândit în alte orașe americane și europene. Un vagon tras de cai ducea mai mulți oameni, și mai lin, decât un omnibuz, adică un autobuz tras de cai, fără șine.

Caii aveau însă limitele lor. Un cal lucra patru până la cinci ore pe zi, de aceea linia avea nevoie de până la zece cai în grajd pentru un singur vagon. Trebuiau hrăniți, îngrijiți și trebuia strâns gunoiul de grajd după ei.

Primul tramvai electric pentru exploatare publică permanentă a fost pus în funcțiune de firma Siemens & Halske pe 16 mai 1881 la Lichterfelde, lângă Berlin. Traseul avea 2,4 kilometri, iar curentul de 180 de volți era condus chiar de șine, asemănător unei machete de cale ferată de azi. La trecerile la nivel, oamenii și caii primeau de aceea șocuri electrice. Linie aeriană de contact a primit acest traseu abia în 1891.

La răspândirea alimentării de sus a contribuit semnificativ inventatorul american Frank J. Sprague, care a perfecționat prăjina de troleu. Din 1888, tramvaiele lui circulau la Richmond, în SUA, chiar și pe dealuri cu pante de peste 10 la sută. Electricitatea a înlocuit apoi repede caii, iar în anii 1890 tramvaiele cu cai au început să dispară treptat în SUA și în Europa.

La Bratislava, primul tramvai cu pasageri a pornit pe 27 august 1895, într-o vreme în care multe orașe europene mai circulau încă cu tramvaie cu cai. Curentul de 550 de volți era produs de o centrală cu abur de pe actuala stradă Pribinova. Linia principală avea 3.125 de metri și 12 stații, iar călătoria pe ea dura 16 minute. În prima zi au circulat cu tramvaiul 2.468 de pasageri.

Ce să observi la macheta unui tramvai istoric

Macheta unui tramvai istoric arată aceleași părți ca vehiculul real, doar simplificate. Care dintre ele le are macheta ta și dacă unele se mișcă afli din instrucțiunile și imaginile ei. Când o privești, concentrează-te pe aceste locuri:

• Captatorul de curent de pe acoperiș. După formă îți dai seama ce sistem alimenta originalul: o prăjină lungă este o prăjină de troleu, un cadru în arc un captator cu liră, iar un cadru articulat pliabil un pantograf. La prăjina de troleu, uită-te încotro e îndreptată. La tramvaiul real, prăjina era trasă în urma vagonului, nu în fața lui, altfel sărea ușor de pe fir. La capăt de linie, la vagoanele bidirecționale, era de aceea întoarsă în noul sens de mers.
• Boghiul și osiile. Numără osiile de sub vagon. Primele tramvaie electrice erau vagoane mici cu patru roți și două osii. Mai târziu le-au înlocuit vagoane mai grele cu opt roți, care duceau mult mai mulți oameni și aveau roțile de obicei în două boghiuri rotative. La tramvaiul real, roțile sunt fixate pe osie, iar motorul rotește toată osia.
• Cabina și platformele. Uită-te dacă macheta are post de conducere la un capăt sau la amândouă. Un tramvai bidirecțional, cu comenzi la ambele capete, poate doar să schimbe sensul la capăt de linie, unul unidirecțional se întoarce la capăt de linie pe o buclă de întoarcere. La Bratislava circulă ambele tipuri.
• Roțile. Dacă roțile machetei au o margine ridicată, aceea este buza roții. Compară pe ce parte a roții se află: la tramvaiul real este pe partea interioară, între șine.

Dacă vrei să vezi aceste părți pe propria machetă, poți alege macheta din lemn Tramvai istoric Rolife TG505 sau Tramvai urban clasic ROKR LK801. Macheta ROKR LK801 reproduce, conform descrierii din magazin, tramvaiul lisabonez de pe linia 28 și are un mecanism cu arc care o împinge înainte. Conform datelor din magazin, ambele machete sunt destinate de la 14 ani.

Întrebări frecvente