火车上的电线之谜：回路的奇妙解法！

火车上面只有一根电线，它是如何构成回路的？看完恍然大悟！

这是一辆火车在行驶中的画面，受电弓与上方接触网来来回回的摩擦后，就能不断地提供电量。那你有没有思考过，要想组成一个简单电路至少得需要两根线，即火线和零线。但是火车在用受电弓取电时，车顶上方只有一根电线，它是如何形成供电回路的呢？

一般来说，常见的电气化铁路主要由电力机车、牵引变电所、接触网等构成。从电厂发出的电经变电所调配后通过馈电线来到接触网，然后火车利用受电弓将电取回车内，供车辆使用。但是比较奇怪的一点是：火车的头顶只有一根电线，那么它是怎么构成回路的呢？

关键地方就在于钢轨。机车从受电弓得到电能后，电流通过车内的主断路器进入牵引变压器，然后从设置在轮对轴两端的接地碳刷流向钢轨和大地，并最终回到牵引变电所的主变压器，以此完成一个供电回路。所以火车的供电系统并不是真的仅有一根电线，只是另一部分人们不容易看到而已。

除了这一点之外，火车要想获得电力，全凭头顶上的受电弓。但是火车速度那么快，会不会把电线磨断呢？

实际上相较于电线，受电弓的摩擦可以说更为明显。因为火车是在不停运动着的，电线受到的摩擦仅在一瞬间，之后就换到了另外的地方。并且摩擦之后它还能有很长的冷却散热时间，所以接触网上的电线基本是不会被磨断的。但与电线始终接触的受电弓就不一样了，火车行驶多久它就要摩擦多久。所以它又是如何保证自己不被磨穿的呢？

仔细观察会发现，在受电弓的顶部都安装有一个条块状的黑色碳滑板，其质地顺滑柔软且具有良好的导电性。当它与接触线摩擦时，会将产生的损耗加载到自己的身上，而为了能够均匀分布这个磨损，接触网常常被设计成Z字形分布，使电线能够在碳滑板上左右移动，防止在一个地方持续磨损。并且为了保证火车的供电正常，一般每行驶6万公里就要更换一次碳滑板。虽然比较麻烦，但与更换车顶的输电网来说这个反而更方便划算。