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E3系是一款由東日本旅客鐵道（JR東日本）所使用的新幹線直行特急（迷你新幹線）用新幹線車輛，主要行駛於東北與山形新幹線等隸屬於JR東日本的新幹線路線上。
| 新幹線E3系電聯車 | |
|---|---|
新幹線E3系列車L53編成 | |
| 概覽 | |
| 製造 | 川崎重工業 東急車輛製造 |
| 車輛總數 | 261 0番台：156(已退役) 1000番台：21（已退役） 2000番台：84 |
| 製造年份 | 1995年－2010年 |
| 投入服務 | 1997年3月22日 |
| 技術數據 | |
| 列車編組 | 0番台：4M1T（1998年前）→4M2T（現時） 1000、2000番台：5M2T |
| 車輛長度 | 先頭列車：23,070mm 其他：20,500mm |
| 車體闊度 | 2,950mm |
| 車體高度 | 4,080mm |
| 編組重量 | 258.6t |
| 軌距 | 1,435mm |
| 編組載客量 | 0番台:338人（綠色車廂23人）
1000番台:402人（綠色車廂23人） 2000番台:394人（綠色車廂23人） |
| 營運速度 | 新幹線段：275km/h 在來線段：130km/h |
| 設計最高速度 | 315km/h |
| 起動加速度 | 1.6 km/h/s |
| 供電制式 | 新幹線段：25,000V交流電（50Hz） 在來線段：20,000V交流電（50Hz） |
| 牽引電動機 | MT205型三相交流感應電機 |
| 電動機功率 | 300kW |
| 牽引功率 | 0番台：4,800kW 1000、2000番台：6,000kW |
| 傳動比 | 3.04 |
| 控制裝置 | 變頻式控制 R1-R17編組及L51、L52編組：GTO式 R18-R26編組及L53、L61-L72編組：IGBT式 |
| 驅動裝置 | WN驅動方式 |
| 制動方式 | 電氣指令式空氣制動（再生制動並用）、抑速制動 |
| 安全防護系統 | ATC-2型、DS-ATC、ATS-P |
1997年（平成9年）3月22日開通的秋田新幹線，正式使用基本番台的E3系電車。到了1999年（平成11年），山形新幹線伸延至新庄，E3系1000番台亦於山形新幹線開始運行；而在2008年至2009年的時候則製造了E3系2000番台，以代替先前行駛的400系電車編組，所以E3系電車總共有三種編組。
E3系列車的製造商分別為川崎重工業和東急車輛。2002年以後的「小町」號（こまち，Komachi）由川崎重工業製造，而「翼」號（つばさ，Tsubasa）則由東急車輛製造。目前E3系的全部列車都裝設了數碼自動列車控制裝置（DS-ATC）。
直至2005年7月14日，JR東日本正在使用41列E3系列車：
另外，在E2系、E3系登場之前有一組六輛編組的高速實驗車輛新幹線952型電聯車，和新幹線500系900番台實驗車（暱稱「WIN350」）一起擺放在位於米原市的鐵道綜合技術研究所風洞測試中心。
| 東京方向← | 秋田方向→ | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 11 指× |
12 指× |
13 指× |
14 指× |
15 指× |
16 指× |
| 東京← | →山形、新庄 | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 11 指× |
12 指× |
13 指× |
14 指× |
15 指× |
16 自× |
17 自× |
E3系0番台是秋田新幹線「小町」號專用的E3系列車，最初使用5輛編組（4M1T）。1998年（平成10年）起，隨着附隨車E328型車輛登場，延長至6輛編組。E3系列車於在來線區間的最高速度為130km/h，在新幹線區間的極速則可達275km/h。現在JR東日本擁有26列E3系0番台列車（共156輛，含先前向秋田新幹線車輛保有株式會社租借的列車），全部由秋田車輛中心管理。
當初預定E3系列車只會以「小町」號和「那須野」號（なすの）的名義行駛，故E3系車身上原本有「こまち」和「JR Akita Shinkansen」的字樣。但實際上E3系列車除了行走秋田新幹線外，有時候會跟E2系、E5系列車併結，成為往來盛岡的「疾風」號（はやて）、「山彥」號（やまびこ）和「那須野」號列車。後來當E3系被安排在更多的東北新幹線「山彥」號和「那須野」號班次上服務時，JR東日本將部分E3系的秋田新幹線標識移除。
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1995年（日本平成7年）製造的首列量產先行試製車輛
1997年通車時的量產車輛，出廠初期每列由5節車廂組成。量產車與原型車的差異，在前照燈的配置上由駕駛室上方改至下方，前照燈的形狀與及先頭部形狀也被改動。1998年開始增加為6輛編組。裝置了DS-ATC。
1998年的增備車輛。自本編組後以基本6輛編組登場。駕駛室前面雨刷為2支。裝置了DS-ATC。
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| 左 : R17編組後的綠色車廂座席 右 : R17編組後的第12 - 14號車座席 | ||
2002年─2005年製造的增備車輛。車身外幌的材料由氨酯改為合成橡膠，並更換成擁有可移動座面的座位。牽引逆變器由GTO轉為IGBT。裝置了DS-ATC，駕駛室前面雨刷同樣為2支。
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| R18編組後的綠色車廂座席 | ||
700番台是原本0番台的R18、R19編組，JR東日本交由川崎重工兵庫工場改造後做為觀光列車之用。
R18編組做為觀光列車「Toreiyu」（とれいゆ），其中「とれ」是日語的「トレイン」（列車），「いゆ」是原自法語的外來語「ソレイユ」（太陽），兩個詞組成的混成詞。2014年7月19日起至2022年3月6日止每逢週六日行駛於山形新幹線的福島車站至新莊車站之間。與其他新幹線班次不同，於福島車站停靠在來線月台。
R19編組用做觀光列車「現美新幹線」。此列車外觀由知名女性藝術家暨攝影家蜷川實花操刀設計，以黑色為底色，描繪出夏季夜空與新潟縣長岡市的煙火景象。內部一部份空間設計為長廊，展示現代藝術作品。以「世界最速藝術鑑賞」為號召，於2016年4月29日起至2020年12月20日為止週六日在上越新幹線開行觀光列車[1][2][3][4]。
E3系1000番台列車是1999年山形新幹線自山形站延伸至新庄站的部分開業時的增購車輛。列車編組跟400系一樣，為7輛編組（5M2T）。其中L53編組是在2005年才投入服務。
1000番台列車的車身被塗上400系的車身顏色，同時被標上「翼」號（つばさ）的標誌，以統一山形新幹線的形象。
現時JR東日本擁有3列E3系1000番台列車（L53-55編組，共21輛），均由山形車輛中心管理。
2007年7月，JR東日本宣布自2008年12月起增備E3系以取代逐漸老舊的400系列車[5]。新列車稱為2000番台[6][7]，共製造12列7輛編組列車（編組編號：L61－72），合計84輛。現時列車均由山形車輛中心管理。
在2008年12月20日時開始實施正式的營業運行，首班列車係由L61編組擔任「翼112號」自山形出發前往東京，隨後該編組擔任「翼119號」自東京折返出發前往新庄。
以下是跟1000番台的主要的不同點：
擔任山形新幹線的「翼號」及東北新幹線的「那須野號」。在東北新幹線區間的部分列車與E2系混編運行，離峰時段多為單獨行駛（因應COVID-19）。在宇都宮車站 - 福島車站間以275km/h的速度行駛。
列車全部配屬於山形新幹線車輛中心。
為了對應了東北新幹線內的高速營運行駛，JR東日本自2013年3月起投入E6系，並於2014年3月提高在東北新幹線的最高營運速度到320km/h的同時，全部取代現在的秋田新幹線「小町」號所使用的E3系0番台。部份被取代的0番台列車經改裝後轉移到山形新幹線使用，其餘則全數拆卸。 2014年3月14日的「小町」28號的秋田－東京班車為秋田新幹線E3系列車最後班次[9]。這批E3系列後期生產的車後進入山形新幹線。前期生產車則報廢。3月15日以後，秋田新幹線全部為E6系電車擔當運行，超級小町號取消。
另外，服務於山形新幹線的E3系列車（包括0/1000/2000番台共15列編組）已自2014年春天起更改車身塗裝，新塗裝設計由奧山清行負責。最後一列舊塗裝編組（L63）於2016年10月29日結束其最終運行。
2020年3月3日，JR東日本公布將為山形新幹線引入本型列車之後繼車款，並命名為E8系，首列新列車預計於2022年9月落成、並於2024年春天投入服務，預計於2026年春季全面取代E3系列車。[10]
2020年3月14日起，東北新幹線定期運用由盛岡以南改為福島以南區間，並退出山彥號運用。
2020年10月，因受2019冠狀病毒疾病疫情影響，乘車需求銳減，E3系0番台已全數退出營運。
2021年6月，因行動電話普及率高，JR集團各公司拆除所有新幹線列車上的公用電話[11]。
2023年2月11日,1列E3 2000番台列車被重新塗上舊塗裝 , 編組是L65
2024年3月16日,由於新型列車E8系在改點後投入服務，1000番台列車至此全數退出運用
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