Přenos elektřiny bez drátů na velké vzdálenosti. Bezdrátový přenos elektřiny: historie, technologie, zařízení

Vědci se problematikou přenosu elektřiny bez drátů zabývají už třetí století. V Nedávno otázkou není, že neztratila na aktuálnosti, ale spíše udělala krok vpřed, což jen těší. Rozhodli jsme se čtenářům stránek podrobně přiblížit, jak se bezdrátový přenos elektřiny na vzdálenosti vyvíjel od počátku až do současnosti a také jaké technologie se již praktikují.

Historie vývoje

Přenos elektřiny na dálku bez drátů se vyvíjí ruku v ruce s pokrokem v oblasti rádiového přenosu, protože princip fungování u těchto jevů je v mnoha ohledech podobný, ne-li stejný. Většina vynálezů je založena na metodě elektromagnetické indukce a také na elektrostatickém poli.

V roce 1820 n.m. Ampere objevil zákon vzájemného ovlivňování proudů, který spočíval v tom, že pokud dvěma těsně umístěnými vodiči teče proud stejným směrem, pak se k sobě přitahují, a pokud jsou v různých směrech, odpuzují se.

M. Faraday v roce 1831 v procesu provádění experimentů zjistil, že proměnlivé (měnící se velikost a směr v čase) magnetické pole generované tokem elektrického proudu indukuje (indukuje) proudy v blízkých vodičích. Tito. přenos elektřiny bez drátů. Podrobně jsme to rozebrali v dřívějším článku.

No, J. K. Maxwell o 33 let později, v roce 1864, převedl Faradayova experimentální data do matematické formy, Maxwellovy vlastní rovnice jsou v elektrodynamice zásadní. Popisují, jak jsou propojeny elektřina a elektromagnetické pole.

Existenci elektromagnetických vln potvrdil v roce 1888 G. Hertz při svých pokusech s vysílačem jisker s přerušovačem na Ruhmkorffově cívce. Tímto způsobem byly produkovány EM vlny s frekvencemi až do poloviny gigahertzu. Stojí za zmínku, že tyto vlny může přijímat několik přijímačů, ale musí být naladěny na rezonanci s vysílačem. Dosah instalace byl v oblasti 3 metrů. Když se ve vysílači objevila jiskra, stejná jiskra se objevila i na přijímačích. Ve skutečnosti jde o první experimenty s přenosem elektřiny bez drátů.

Hluboký výzkum provedl slavný vědec Nikola Tesla. Studoval střídavý proud v roce 1891 vysokého napětí a frekvence. V důsledku toho byly vyvozeny následující závěry:

Pro každý konkrétní účel je potřeba upravit instalaci na vhodnou frekvenci a napětí. Vysoká frekvence však není předpoklad. nejlepší skóre bylo dosaženo při frekvenci 15-20 kHz a napětí vysílače 20 kV. Chcete-li získat aktuální vysoká frekvence a napětí, bylo použito oscilační vybíjení kondenzátoru. Je tedy možné přenášet jak elektřinu, tak produkovat světlo.

Vědec ve svých projevech a přednáškách demonstroval záři lamp (vakuových trubic) pod vlivem vysokofrekvenčního elektrostatického pole. Ve skutečnosti Teslovy hlavní závěry byly, že ani v případě použití rezonančních systémů nelze přenést mnoho energie pomocí elektromagnetické vlny.

Paralelně s podobnými studiemi se až do roku 1897 zabývala řada vědců: Jagdish Bose v Indii, Alexander Popov v Rusku a Guglielmo Marconi v Itálii.

Každý z nich přispěl k rozvoji bezdrátového přenosu energie:

1. J. Bose v roce 1894 zapálil střelný prach, přenášející elektřinu na dálku bez drátů. Udělal to na demonstraci v Kalkatě.
2. A. Popov 25. dubna (7. května) 1895 pomocí Morseovy abecedy předal první zprávu. V Rusku je tento den, 7. květen, stále Dnem rozhlasu.
3. V roce 1896 G. Marconi ve Velké Británii také vysílal rádiový signál (Morseova abeceda) na vzdálenost 1,5 km, později 3 km na Salisbury Plain.

Stojí za zmínku, že Teslova díla, ve své době podceňovaná a po staletí ztracená, svými parametry a schopnostmi předčila tvorbu jeho současníků. Ve stejné době, konkrétně v roce 1896, jeho přístroje přenášely signál na velké vzdálenosti (48 km), bohužel se jednalo o malé množství elektřiny.

A v roce 1899 Tesla dospěl k závěru:

Nejednotnost metody indukce se zdá být obrovská ve srovnání s metodou buzení náboje země a vzduchu.

Tyto závěry povedou k dalším výzkumům, v roce 1900 se mu v terénu podařilo napájet lampu z cívky a v roce 1903 byla spuštěna věž Wondercliff na Long Islandu. Skládal se z transformátoru s uzemněným sekundárem a na jeho vrcholu stála měděná kulovitá kopule. S jeho pomocí se ukázalo, že rozsvítí 200 50-wattových lamp. Vysílač se přitom nacházel 40 km od něj. Bohužel tyto studie byly přerušeny, financování bylo přerušeno a volný přenos elektřiny bez drátů nebyl pro podnikatele ekonomicky výhodný. Věž byla zničena v roce 1917.

Dnes

Technologie bezdrátového přenosu energie udělaly velký pokrok, hlavně v oblasti přenosu dat. Rádiová komunikace dosáhla tak významného pokroku, bezdrátové technologie jako je Bluetooth a WiFi. Nedošlo k žádným speciálním inovacím, změnily se především frekvence, způsoby šifrování signálu, přešlo se zobrazení signálu z analogové na digitální formu.

Pokud jde o přenos elektřiny bez drátů k napájení elektrických zařízení, stojí za zmínku, že v roce 2007 přenesli vědci z Massachusettského institutu energii přes 2 metry a rozsvítili takto 60wattovou žárovku. Tato technologie se nazývá WiTricity, je založena na elektromagnetické rezonanci přijímače a vysílače. Stojí za zmínku, že přijímač přijímá asi 40-45% elektřiny. Zobecněné schéma zařízení pro přenos energie magnetickým polem je znázorněno na obrázku níže:

Video ukazuje příklad využití této technologie k nabíjení elektromobilu. Základem je, že přijímač je připevněn ke spodní části elektromobilu a vysílač je instalován na podlaze v garáži nebo na jiném místě.

Auto musíte umístit tak, aby byl přijímač nad vysílačem. Zařízení přenáší spoustu elektřiny bez drátů - od 3,6 do 11 kW za hodinu.

Společnost se těší na poskytování elektřiny touto technologií a domácí přístroje, stejně jako celý byt jako celek. V roce 2010 představil Haier bezdrátová televize, který je napájen podobnou technologií stejně jako video signál bezdrátově. Podobný vývoj provádějí i další přední společnosti jako Intel a Sony.

V každodenním životě jsou technologie bezdrátového přenosu energie rozšířené například pro nabíjení smartphonu. Princip je podobný - je tam vysílač, tam je přijímač, účinnost je cca 50%, tzn. pro nabíjení proudem 1A spotřebuje vysílač 2A. Vysílač se v těchto sadách obvykle nazývá základna a část, která se připojuje k telefonu, se nazývá přijímač nebo anténa.

Dalším výklenkem je bezdrátový přenos elektřiny pomocí mikrovln nebo laserů. To poskytuje větší rozsah než parametry poskytované magnetickou indukcí. Při mikrovlnné metodě je na přijímacím zařízení instalována rectenna (nelineární anténa pro přeměnu elektromagnetické vlny na stejnosměrný proud) a vysílač směruje své záření tímto směrem. V této verzi bezdrátového přenosu elektřiny není potřeba přímý výhled na předměty. Nevýhodou je, že mikrovlnné záření není bezpečné pro životní prostředí.

Na závěr bych rád poznamenal, že bezdrátový přenos elektřiny je jistě vhodný pro použití v každodenním životě, ale má své klady i zápory. Pokud mluvíme o použití takových technologií k nabíjení gadgetů, pak výhodou je, že nemusíte neustále zasouvat a vytahovat zástrčku z konektoru smartphonu, respektive konektor nezklame. Nevýhodou je nízká účinnost, pokud energetické ztráty nejsou u smartphonu výrazné (několik wattů), tak pro bezdrátové nabíjení elektromobilu je to velmi velký problém. Hlavním cílem vývoje této technologie je zvýšení účinnosti instalace, protože na pozadí široce rozšířeného závodu o úsporu energie je použití technologií s nízkou účinností velmi pochybné.

Související obsah:

Jako( 0 ) Nemám rád( 0 )

Představujeme zařízení pro přenos elektřiny bez drátů s koeficientem výkonu (COP) cca 100 %. V budoucnu bude doložena hodnota účinnosti ≈ 100 % a tuto hodnotu samozřejmě demonstrujeme na našem experimentálním zařízení.

Význam problému bezdrátového přenosu elektřiny je nepochybný - překonávání přírodních bariér (řeky, hory a údolí); záložní napájení, elektrická doprava, řešení řady problémů bezdrátového napájení pro domácnosti a průmyslová zařízení atd. - to vše jsou prvky jmenovaného problému.

Trocha historie

Poprvé byl problém bezdrátového přenosu elektřiny identifikován na úsvitu minulého století N. Teslou. Jeho demonstrační zařízení bylo založeno na metodě vysílání a příjmu elektromagnetických vln otevřeným rezonančním obvodem, který obsahuje anténu - kapacitu a cívku drátu - indukčnost. Charakteristické ukazatele Teslova zařízení jsou následující: účinnost = 4 %, dosah přenosu - 42 km, maximální rozměr anténní věže - 60 m, vlnová délka - 2000 m. Je příznačné, že v Teslově zařízení je planeta Země považována za jednu drátů při přenosu elektřiny, protože vysílání a příjem tak dlouhých vln bez uzemnění není efektivní.

Po Teslových experimentech se v průběhu minulého dvacátého století všechny pokusy o bezdrátový přenos elektřiny s přijatelnou účinností ukázaly jako neplodné.

V současném desetiletí je práce přímo či nepřímo hlášena na Massachusetts Institute of Technology pod vedením M. Solya-chich. Jejich práce je založena na známém indukčním, pomocí magnetického pole, způsobu přenosu elektřiny, který je realizován rezonančními plochými induktory. Tato metoda v ideálním případě poskytuje účinnost = 50 %, s dosahem přenosu úměrným rozměrům cívek antény. Charakteristické ukazatele jejich demonstračního zařízení jsou následující: účinnost ≈ 40%, dosah přenosu - 2 m, velikost cívky antény - 0,6 m, vlnová délka - 30 m.

Energeticky uzavřený systém

V našem zařízení, stejně jako v Teslově zařízení, jsou nosičem energie elektromagnetické vlny, tzn. funguje známý Poyntingův vektor.

Teoreticky je doloženo a experimentálně potvrzeno: vysílací a přijímací anténa zařízení pro bezdrátový přenos výkonu tvoří energeticky uzavřený systém, částečně zahrnující energii elektromagnetického pole Země; Prostřednictvím buzení (aktivace) elektromagnetického pole Země v tomto systému dochází k přenosu elektřiny z vysílací antény na přijímací anténu s účinností ≈ 100 % (obr. 1).

Obr. 1

Obr. 2

Pomocí této antény je snadné formulovat problém, jehož řešení zajistí přenos elektřiny bez drátů:

1. Vysílací a přijímací antény musí budit (aktivovat) elektromagnetické pole Země v místní (omezené) oblasti vesmíru;

2. Vybuzené elektromagnetické pole Země musí být i v prostoru lokální a nespotřebovávat energii (musí se jednat o stojaté elektromagnetické vlnění mezi vysílací a přijímací anténou).

Řešení tohoto problému je nereálné s anténami vytvořenými na základě prostorových reprezentací Euklidovy geometrie s jejím slavným 5. postulátem - postulátem rovnoběžných čar. Tento postulát ve školních učebnicích zní: Prostřednictvím bodu, který není na dané přímce, lze nakreslit pouze jednu přímku rovnoběžnou s danou přímkou.

Obr. 3

Známost tohoto postulátu spočívá v tom, že počínaje 1. stol. př. n. l. se to po 2000 let neúspěšně snažily dokázat jako teorém nejlepší mozky světa. A v roce 1826 Rus Lobačevskij nastínil základy své geometrie, v níž byl 5. postulát Euklidovy geometrie formulován ve skutečnosti její negací: Bodem, který není na dané přímce, lze nakreslit alespoň dvě přímky rovnoběžné s danou přímkou.

Obr. 4

A ačkoli tento postulát není příliš v souladu s našimi prostorovými představami, Lobačevského geometrie je konzistentní a v poslední době pravidelně slouží fyzikům. Například geometrie Lobačevského se podílí na popisu obrovského množství jevů od vibrací v mechanických přenosových vedeních až po interakci elementárních částic a procesů v membráně živé buňky.

Pseudosféra

Pravda, až do roku 1863, téměř 40 let, byla Lobačevského geometrie vnímána jako něco, co nemá s realitou nic společného. Ale v roce 1863 italský matematik Beltrami zjistil, že všechny vlastnosti Lobačevského geometrické roviny jsou realizovány na povrchu pseudosféry - geometrického tělesa, jehož vlastnosti se shodují nebo jsou opačné než vlastnosti koule. Na OBR. 5 ukazuje pseudosféru a Obr. 6 jeho generatrix je tractrix s asymptotou X'X. Při rovnosti poloměrů velkých kružnic (rovnoběžek) pseudosféry a koule je možné kvantitativně porovnávat objemy a plochy jejich povrchů.

Obr. 5

Obr. 6

Právě ve formě polopseudosfér jsou vyrobeny antény našeho zařízení; předvádíme zařízení s následujícími charakteristikami: účinnost = 100 %, dosah přenosu - 1,8 m, maximální velikost cívky antény - 0,2 m, vlnová délka - 500 m, není nutné uzemnění.

Zde je třeba poznamenat, že souhrn jmenovaných charakteristik demonstračního zařízení odporuje základům klasické elektrodynamiky - radiotechniky.

Jaké vlastnosti polopseudosférických antén poskytují takové vlastnosti našemu zařízení?

Mezi více než tuctem mimořádných vlastností pseudosféry si pozornost zaslouží především:

Těleso pseudosféry, nekonečně rozšířené v prostoru, má konečný objem a konečný povrch.

Právě tato vlastnost pseudosféry umožňuje pomocí antén-semipseudosfér vytvořit konečný, prostorově omezený, energeticky uzavřený systém, který je nutná podmínka pro přenos energie z účinnosti = 100 %.

Druhý zásadní problém, který je v našem zařízení řešen, se týká média, které naplňuje zmíněný energeticky uzavřený systém. Pointa je, že pouze v kvantové elektrodynamice, jejímž plodem jsou lasery a masery, je médium považováno za aktivní. Naopak v klasické elektrodynamice médium označuje pasivní objekty; je spojena s útlumem, ztrátou elektromagnetické energie při šíření.

Neuvěřitelné, ale pravdivé, v našem zařízení je aktivace elektrických a magnetických polí Země. Tato pole jsou objekty prostředí v našem zařízení, neboť vyplňují zmíněný energeticky uzavřený systém. Aktivace tohoto média je také důsledkem vlastností pseudosféry.

Pointa je, že všechny body na povrchu pseudosféry jsou podle matematiků hyperbolické, nespojité v prostoru. S ohledem na polopseudosférické antény našeho zařízení se to rovná diskontinuitám, kvantování elektrických a magnetických polí v každém bodě navíjecího drátu cívek polopseudosférických antén. To vede k elektromagnetickým poruchám - vlnění, jehož délka je přiměřená průměru drátu vinutí cívek polopseudosférických antén, tzn. v praxi je délka takových vln řádově 1 mm nebo méně. Takové elektromagnetické vlny, jak dokládá teorie i praxe, jsou schopny prostřednictvím polarizace molekul vzduchu nebo přímo aktivovat elektromagnetické pole Země a tím kompenzovat ztrátu elektromagnetické energie na cestě jejího přenosu v našem zařízení. To je také nutné pro vysvětlení účinnosti = 100 %.

Navíc jsme deklarovali generátor přebytečné elektromagnetické energie, jehož koeficient přeměny energie (KPI) je více než 400 %; těch. srovnatelné s KPI známých tepelných čerpadel.

A o posledním, třetím úkolu, který je vyřešen v našem zařízení.

Je dobře známo, že energie je v prostoru transportována pouze putující elektromagnetickou vlnou, vlnou, ve které jsou elektrické a magnetické pole ve fázi. Tuto podmínku nelze realizovat na vzdálenost 1,8 m při vlnové délce 500 m. Je však také dobře známo, že rychlost postupující elektromagnetické vlny po přímém nebo zakřiveném vodiči se zpomaluje, snižuje ve srovnání s rychlostí v volný prostor; vlnová délka také klesá. Tento efekt je široce využíván v elektrotechnice a radiotechnice v tzv. retardačních systémech. Snížení vlnové délky se u těchto systémů pohybuje od desetin jednotky u přímých vodičů až po 30 jednotek u křivočarých (spirálových).

Je to účinek zpomalení, snížení vlnové délky, který umožňuje tvořit putující vlnu krátké vzdálenosti v našem zařízení.

Vlnová délka našeho demo zařízení je skutečně snížena na vlnovou délku uvedenou výše , která v našem zařízení tvoří putující, energii přenášející elektromagnetickou vlnu. V tomto případě je koeficient redukce vlny roven Jednotky. Tak obrovský pokles vlnové délky také vysvětluje experimentální fakt, že naše zařízení funguje efektivně i bez uzemnění vysílače a přijímače elektřiny.

Další úžasná vlastnost pseudosféry se podílí na provozu našeho zařízení:

objem pseudosféry je poloviční než objem koule, přičemž plochy jejich povrchů jsou stejné.

Z této vlastnosti vyplývá, že objem koule ohraničený vlastním povrchem obsahuje dva objemy pseudosféry ohraničené dvěma kombinovanými vlastními povrchy a třetí oblastí uvedené koule. To nám umožňuje znázornit objem koule kolem Země naplněné elektrickými a magnetickými poli Země, dva objemy pseudosféry a , z nichž každý je omezen plochami a obsahuje polovinu elektrických a magnetických polí Země. (obr. 7). Vzhledem k této skutečnosti a skutečnosti, že naše zařízení je nevyhnutelně umístěno pouze na jedné straně Země, existuje argument, že antény našeho zařízení interagují pouze s polovinou elektrických a magnetických polí Země. Zároveň bychom neměli předpokládat, že druhé poloviny těchto polí jsou neaktivní. To potvrzuje následující.

Obr. 7

Připomeňme, že většina fyzikálních zákonů je formulována pro inerciální vztažné soustavy, ve kterých je čas irelevantní (absolutní), prostor je izotropní, rychlost přímočarého pohybu elektromagnetických vln (světla) je absolutní atd. V rámci inerciálních vztažných soustav je dobře známo, že ve volném prostoru při odrazu postupné elektromagnetické vlny vzniká stojatá vlna, ve které se rozlišuje samostatně stojatá elektrická vlna a samostatně stojící magnetická vlna. Při délce postupné vlny rovné , jsou délky stojatých elektrických a magnetických vln rovny polovině délky postupné vlny, tzn. . Podstatné také je, že perioda těchto stojatých vln je rovna periodě postupné vlny, tzn. protože perioda stojatého vlnění se skládá ze součtu dvou půlperiod přímé a odražené půlvlny.

Skutečnost, že se počítá a ne experimentálně určuje veličina s přesností, která závisí na přesnosti určení délky dne na Zemi, umožňuje zcela nový pohled na řadu problémů ve fyzice.

Již mnoho let se vědci potýkají s problémem minimalizace nákladů na elektřinu. Jíst různé způsoby a návrhy, ale přesto je nejznámější teorií bezdrátový přenos elektřiny. Navrhujeme zvážit, jak se provádí, kdo je jeho vynálezcem a proč ještě nebyl uveden do života.

Teorie

Bezdrátová elektřina je doslova přenos elektrická energie bez drátů. Lidé často srovnávají bezdrátový přenos elektrické energie s přenosem informací, jako je rádio, Mobily nebo WiFi přístup na internetu. Hlavní rozdíl je v tom, že rádiový nebo mikrovlnný přenos je technologie zaměřená na obnovu a přenos přesných informací, nikoli energie, která byla původně vynaložena na přenos.

Bezdrátová elektřina je relativně nová oblast technologie, ale spíše dynamicky se rozvíjející. Nyní se vyvíjejí metody pro efektivní a bezpečný přenos energie na vzdálenost bez přerušení.

Jak funguje bezdrátová elektřina

Hlavní dílo je založeno právě na magnetismu a elektromagnetismu, jako je tomu u rozhlasového vysílání. Bezdrátová nabíječka, také známé jako indukční nabíjení, je založeno na několika jednoduché principy práce, zejména technologie vyžaduje dvě cívky. Vysílač a přijímač, které společně generují střídavé magnetické pole, ne stejnosměrný proud. Toto pole zase způsobí napětí v cívce přijímače; dá se použít na jídlo mobilní zařízení nebo nabíjení baterie.

Pokud vedete elektrický proud přes drát, pak se kolem kabelu vytvoří kruhové magnetické pole. Navzdory tomu, že magnetické pole působí jak na smyčku, tak na cívku, nejsilněji se projevuje na kabelu. Když vezmete druhou cívku drátu, kterou neprochází elektrický proud, a umístíte cívku do magnetického pole první cívky, elektrický proud z první cívky bude přenášen přes magnetické pole a přes druhé. cívka, vytvářející indukční vazbu.

Vezměme si jako příklad elektrický zubní kartáček. V něm je nabíječka připojena k zásuvce, která posílá elektrický proud do krouceného drátu uvnitř nabíječka který vytváří magnetické pole. Uvnitř kartáčku je druhá cívka, kdy začne téct proud a kartáček se díky vytvořenému magnetickému poli začne nabíjet, aniž by byl přímo připojen k napájení 220 V.

Příběh

Bezdrátový přenos energie jako alternativa k přenosu a distribuci elektrického vedení, poprvé navrhl a předvedl Nikola Tesla. V roce 1899 představil Tesla bezdrátový přenos pro napájení pole zářivek umístěných dvacet pět mil od zdroje energie bez použití drátů. Ale v té době bylo levnější zapojit 25 mil měděného drátu, než stavět vlastní elektrické generátory, které vyžadují Teslovy zkušenosti. Nikdy mu nebyl udělen patent a vynález zůstal v popelnici vědy.

Zatímco Tesla byla první osobou, která byla schopna demonstrovat praktické možnosti bezdrátová komunikace v roce 1899 je dnes na prodej velmi málo zařízení, jedná se o bezdrátové kartáčky na sluchátka, nabíječky na telefony a další.

Bezdrátová technologie

Bezdrátový přenos energie zahrnuje přenos elektrické energie nebo energie na vzdálenost bez drátů. Základní technologie tedy spočívá na pojmech elektřiny, magnetismu a elektromagnetismu.

Magnetismus

Je to základní přírodní síla, která způsobuje, že se určité druhy materiálů vzájemně přitahují nebo odpuzují. Zemské póly jsou považovány za jediné permanentní magnety. Průtokový proud ve smyčce generuje magnetická pole, která se liší od oscilujících magnetických polí rychlostí a časem potřebným k vytvoření střídavý proud(AC). Síly, které se v tomto případě objevují, jsou znázorněny na obrázku níže.

Elektromagnetismus je vzájemná závislost střídavých elektrických a magnetických polí.

Magnetická indukce

Pokud je vodivá smyčka připojena ke zdroji střídavého proudu, bude ve smyčce a kolem ní generovat oscilující magnetické pole. Pokud je druhá vodivá smyčka dostatečně blízko, zachytí část tohoto oscilujícího magnetického pole, které zase generuje nebo indukuje elektrický proud ve druhé cívce.

Video: jak probíhá bezdrátový přenos elektřiny

Tak se to stane elektrický přenos energie z jednoho cyklu nebo cívky do druhého, což je známé jako magnetická indukce. Příklady tohoto jevu se používají v elektrické transformátory a generátor. Tento koncept je založen na Faradayových zákonech elektromagnetické indukce. Tam uvádí, že když dojde ke změně magnetického toku připojeného k cívce, EMF indukovaný v cívce se rovná součinu počtu závitů cívky a rychlosti změny toku.

výkonová spojka

Tato část je nezbytná, když jedno zařízení nemůže přenášet energii do jiného zařízení.

Magnetické spojení je generováno, když je magnetické pole objektu schopno indukovat elektrický proud s jinými zařízeními v jeho dosahu.

Říká se, že dvě zařízení jsou vzájemně indukčně nebo magneticky spojená, když jsou navržena tak, že ke změně proudu dochází, když jeden drát indukuje napětí na koncích druhého drátu prostřednictvím elektromagnetické indukce. To je způsobeno vzájemnou indukčností

Technika

Tato dvě zařízení, vzájemně indukčně nebo magneticky spojená, jsou navržena tak, že změna proudu, když jeden vodič indukuje napětí na koncích druhého vodiče, je způsobena elektromagnetickou indukcí. To je způsobeno vzájemnou indukčností.
Indukční vazba je upřednostňována kvůli její schopnosti pracovat bezdrátově a také odolnosti proti nárazům.

Rezonanční indukční vazba je kombinací indukční vazby a rezonance. Pomocí konceptu rezonance můžete zajistit, aby dva objekty fungovaly v závislosti na signálech toho druhého.

Jak můžete vidět z výše uvedeného diagramu, rezonance zajišťuje indukčnost cívky. Kondenzátor je připojen paralelně k vinutí. Energie se bude pohybovat tam a zpět magnetické pole obklopující cívku a elektrické pole kolem kondenzátoru. Zde budou ztráty záření minimální.

Existuje také koncept bezdrátové ionizované komunikace.

Je to také proveditelné, ale zde je třeba vyvinout trochu více úsilí. Tato technika již v přírodě existuje, ale není téměř žádný důvod ji implementovat, protože potřebuje vysoké magnetické pole od 2,11 M/m. Vyvinul ji geniální vědec Richard Volras, vývojář vírového generátoru, který vysílá a přenáší tepelnou energii na velké vzdálenosti, zejména pomocí speciálních kolektorů. Nejjednodušším příkladem takového spojení je blesk.

Výhody a nevýhody

Tento vynález má samozřejmě své výhody oproti drátovým metodám a nevýhody. Zveme vás, abyste je zvážili.

Mezi výhody patří:

1. Úplná absence drátů;
2. Nejsou potřeba žádné napájecí zdroje;
3. Potřeba baterie je eliminována;
4. Energie je přenášena efektivněji;
5. Výrazně menší nároky na údržbu.

Mezi nevýhody patří následující:

• Vzdálenost je omezená;
• magnetická pole nejsou pro člověka tak bezpečná;
• bezdrátový přenos elektřiny pomocí mikrovln nebo jiných teorií je doma a vlastníma rukama prakticky nemožný;
• vysoké náklady na instalaci.

Pravidelně jsem prohlížel zahraniční úspěchy v oblasti radiotechniky a narazil jsem na dobré zařízení pro bezdrátový přenos energie, vyrobené ne na některých vzácných mikroobvodech, ale docela dostupné pro vlastní montáž. Úplnou dokumentaci v angličtině lze stáhnout z odkazu a zde uvedu shrnutí v ruštině, včetně některých obvodových řešení.

Proudové cívky transceiveru

Průběh signálu

V práci je uvedeno několik podobných schémata zapojení liší se pouze napětím a výkonem. Slouží jako energetická "anténa" malé cívky z tlustého drátu jsou tranzistory obyčejné výkonné polní, takže si to všechno můžete sestavit sami.

Hned vás varujeme - nejde o přenos energie na mnoho metrů, podobná zařízení vhodnější pro jiná podobná zařízení, kde je vzdálenost několik centimetrů. Ale výkon, který "létá" vzduchem, dosahuje 100 wattů!

Princip fungování

Rezonanční měnič obvykle pracuje na konstantní pracovní frekvenci, která je dána rezonanční frekvencí LC obvodu. Jakmile je do obvodu přivedeno stejnosměrné napětí, začne se pomocí tranzistorů generovat. Jakýsi multivibrátor s fázovým posunem o 180°. Tranzistory střídavě spojují konce paralelního rezonančního obvodu s hmotou, což umožňuje tomuto obvodu periodicky se dobíjet energií a následně její vyzařování do prostoru.

Praktická schémata

Základní schéma

Fotografie hotového energetického vysílače-přijímače

Shrneme-li to, poznamenáváme, že bezdrátový přenos energie se stále více zavádí v oblasti spotřební elektroniky, průmyslového, vojenského a lékařského vybavení. Jak bezdrátové místní síti a Bluetooth a bezdrátové napájení se stává možností. To vám umožní zbavit se nespolehlivých tlačítek, kabelů, napájecích konektorů. Další oblastí použití jsou transformátory, které musí splňovat speciální požadavky - mít zesílenou nebo dvojitou izolaci. A hlavně: elektrická bezpečnost! Mnoho nízkoenergetických sítí Spotřebiče lze napájet nikoli přes 220V kabely, zástrčky a zásuvky, ale bezkontaktní metodou- jednoduše jejich přemístěním na požadovaný povrch.