• انتقال برق بدون سیم - از ابتدا تا امروز. فناوری جدید انتقال برق بی سیم مانند Wi-Fi عمل می کند

    قانون برهمکنش جریان های الکتریکی که توسط آندره ماری آمپر در سال 1820 کشف شد، پایه و اساس توسعه بیشتر علم الکتریسیته و مغناطیس را ایجاد کرد. پس از 11 سال، مایکل فارادی به طور تجربی دریافت که یک میدان مغناطیسی در حال تغییر ایجاد شده توسط یک جریان الکتریکی قادر به القای جریان الکتریکی در رسانای دیگری است. اینطوری ایجاد شد.

    در سال 1864، جیمز کلرک ماکسول سرانجام داده های تجربی فارادی را سیستماتیک کرد و به آنها شکل معادلات ریاضی دقیق داد، که به لطف آنها اساس الکترودینامیک کلاسیک ایجاد شد، زیرا این معادلات رابطه میدان الکترومغناطیسی را با جریان ها و بارهای الکتریکی و وجود امواج الکترومغناطیسی باید نتیجه این امر باشد.

    در سال 1888، هاینریش هرتز به طور تجربی وجود امواج الکترومغناطیسی را که توسط ماکسول پیش بینی شده بود تأیید کرد. فرستنده جرقه قطع شده سیم‌پیچ Rumkorff او می‌تواند امواج الکترومغناطیسی تا 0.5 گیگاهرتز تولید کند که می‌تواند توسط گیرنده‌های متعددی که برای رزونانس با فرستنده تنظیم شده‌اند دریافت کنند.

    گیرنده ها می توانستند در فاصله 3 متری قرار گیرند و هنگامی که جرقه ای در فرستنده ظاهر می شد، جرقه هایی نیز در گیرنده ها ظاهر می شد. بنابراین برگزار شد اولین آزمایشات در انتقال بی سیم انرژی الکتریکیبا استفاده از امواج الکترومغناطیسی

    در سال 1891، هنگام مطالعه جریان های متناوب ولتاژ بالا و فرکانس بالا، او به این نتیجه رسید که برای اهداف خاص انتخاب هر دو طول موج و ولتاژ کاری فرستنده بسیار مهم است و اصلاً لازم نیست که فرکانس خیلی بالاست

    این دانشمند خاطرنشان می کند که حد پایین فرکانس ها و ولتاژهایی که در آن زمان توانسته بهترین نتایج را به دست آورد از 15000 تا 20000 نوسان در ثانیه با پتانسیل 20000 ولت است. تسلا یک جریان فرکانس بالا و ولتاژ بالا را با اعمال تخلیه نوسانی یک خازن دریافت کرد (نگاه کنید به -). او مشاهده کرد که این نوع فرستنده الکتریکی هم برای تولید نور و هم برای انتقال برق برای تولید نور مناسب است.

    در دوره 1891 تا 1894، دانشمند بارها انتقال بی سیم و درخشش لوله های خلاء را در یک میدان الکترواستاتیکی با فرکانس بالا نشان داد، در حالی که اشاره کرد که انرژی میدان الکترواستاتیک توسط لامپ جذب شده، به نور تبدیل می شود و انرژی از میدان الکترومغناطیسی مورد استفاده برای القای الکترومغناطیسی به منظور به دست آوردن یک مشابه نتیجه عمدتا منعکس می شود و تنها بخش کوچکی از آن به نور تبدیل می شود.

    این دانشمند استدلال کرد که حتی با استفاده از رزونانس هنگام ارسال با استفاده از یک موج الکترومغناطیسی، مقدار قابل توجهی از انرژی الکتریکی قابل انتقال نیست. هدف او در این دوره از کار این بود که دقیقاً مقدار زیادی از انرژی الکتریکی را به روش بی سیم منتقل کند.

    تا سال 1897، به موازات کار تسلا، تحقیقات بر روی امواج الکترومغناطیسی توسط جاگدیش بوز در هند، الکساندر پوپوف در روسیه و گوگلیلمو مارکونی در ایتالیا انجام می شد.

    پس از سخنرانی‌های عمومی تسلا، جاگدیش بوز در نوامبر 1894 در کلکته با نمایش انتقال بی‌سیم برق صحبت می‌کند، جایی که باروت را مشتعل می‌کند و انرژی الکتریکی را از راه دور منتقل می‌کند.

    پس از بوچه، یعنی 25 آوریل 1895، الکساندر پوپوف با استفاده از کد مورس، اولین پیام رادیویی را مخابره کرد و این تاریخ (به سبک جدید 7 مه) اکنون هر ساله در روسیه به عنوان "روز رادیو" جشن گرفته می شود.

    در سال 1896، مارکونی پس از ورود به بریتانیا، دستگاه خود را نشان داد و سیگنالی را با استفاده از کد مورس در فاصله 1.5 کیلومتری از پشت بام ساختمان اداره پست در لندن به ساختمان دیگری ارسال کرد. پس از آن، او اختراع خود را بهبود بخشید و موفق شد سیگنالی را در امتداد دشت سالزبری در فاصله 3 کیلومتری ارسال کند.

    تسلا در سال 1896 با موفقیت سیگنال ها را در فاصله 48 کیلومتری بین فرستنده و گیرنده ارسال و دریافت می کند. با این حال، هیچ یک از محققان موفق به انتقال مقدار قابل توجهی انرژی الکتریکی در مسافت طولانی نشده اند.

    تسلا در سال 1899 در کلرادو اسپرینگز آزمایش کرد: "به نظر می رسد ناسازگاری روش القاء در مقایسه با روش تحریک بار زمین و هوا بسیار زیاد است." این آغاز تحقیقات این دانشمند با هدف انتقال برق در فواصل طولانی بدون استفاده از سیم خواهد بود. در ژانویه 1900، تسلا در دفتر خاطرات خود انتقال موفقیت آمیز انرژی را به سیم پیچی «در خارج از میدان» که لامپ از آن تغذیه می شد، ثبت کرد.

    و بزرگ ترین موفقیت این دانشمند پرتاب برج واردنکلیف در لانگ آیلند در 15 ژوئن 1903 خواهد بود که برای انتقال انرژی الکتریکی در فاصله قابل توجهی در مقادیر زیاد بدون سیم طراحی شده است. سیم پیچ ثانویه زمین شده ترانسفورماتور رزونانس، که با گنبد کروی مسی تاج گذاری شده است، باید بار زمین و لایه های رسانای هوا را تحریک می کرد تا به عنصری از یک مدار تشدید بزرگ تبدیل شود.

    بنابراین دانشمند موفق شد 200 لامپ 50 واتی را در فاصله حدود 40 کیلومتری فرستنده برق رسانی کند. با این حال، بر اساس امکان سنجی اقتصادی، تامین مالی این پروژه توسط مورگان متوقف شد و او از همان ابتدا برای دریافت ارتباطات بی سیم در این پروژه سرمایه گذاری کرد و انتقال انرژی رایگان در مقیاس صنعتی از راه دور برای او مناسب نبود. یک تاجر در سال 1917، این برج که برای انتقال بی سیم انرژی الکتریکی طراحی شده بود، تخریب شد.

    خیلی بعد، در دوره 1961 تا 1964، یک متخصص در زمینه الکترونیک مایکروویو، ویلیام براون، در ایالات متحده آمریکا مسیرهای انتقال انرژی مایکروویو را آزمایش کرد.

    در سال 1964 برای اولین بار دستگاهی (مدل هلیکوپتر) را آزمایش کرد که به لطف آرایه آنتنی متشکل از دوقطبی های نیمه موج، هر یک، قادر به دریافت و استفاده از انرژی پرتو مایکروویو به صورت جریان مستقیم بود. که با دیودهای شاتکی با کارایی بالا بارگذاری شده است. قبلاً در سال 1976، ویلیام براون توان 30 کیلووات را توسط یک پرتو مایکروویو در مسافت 1.6 کیلومتر با راندمان بیش از 80 درصد منتقل کرده بود.

    در سال 2007، یک گروه تحقیقاتی در موسسه فناوری ماساچوست به سرپرستی پروفسور مارین سولیاچیچ، موفق شدند انرژی را به صورت بی سیم در فاصله 2 متری انتقال دهند. توان ارسالی برای روشن کردن یک لامپ 60 واتی کافی بود.

    فناوری آنها (به نام ) بر اساس پدیده تشدید الکترومغناطیسی است. فرستنده و گیرنده دو سیم پیچ مسی هستند که با فرکانس یکسان تشدید می شوند و هر کدام 60 سانتی متر قطر دارند. فرستنده به یک منبع تغذیه و گیرنده به یک لامپ رشته ای متصل است. مدارها روی فرکانس 10 مگاهرتز تنظیم شده اند. گیرنده در این حالت تنها 40-45 درصد از برق ارسالی را دریافت می کند.

    تقریباً در همان زمان، فناوری مشابهی برای انتقال برق بی سیم توسط اینتل نشان داده شد.

    در سال 2010، گروه Haier، تولید کننده لوازم خانگی چینی، محصول منحصر به فرد خود، تلویزیون ال سی دی کاملا بی سیم مبتنی بر این فناوری را در نمایشگاه CES 2010 رونمایی کرد.

    زیست‌محیطی مصرف. فن‌آوری‌ها: دانشمندان آزمایشگاه تحقیقاتی دیزنی آمریکا روشی برای شارژ بی‌سیم ایجاد کرده‌اند که سیم‌ها و شارژرها را غیرضروری می‌کند.

    گوشی های هوشمند، تبلت ها، لپ تاپ ها و سایر دستگاه های قابل حمل امروزی قدرت و عملکرد فوق العاده ای دارند. اما، علاوه بر تمام مزایای الکترونیک موبایل، یک نقطه ضعف نیز دارد - نیاز دائمی به شارژ مجدد از طریق سیم. با وجود تمام فناوری های جدید باتری، این نیاز باعث کاهش راحتی دستگاه ها و محدود شدن حرکت آنها می شود.

    دانشمندان آزمایشگاه تحقیقاتی دیزنی آمریکا راه حلی برای این مشکل پیدا کرده اند. آنها یک روش شارژ بی سیم ابداع کردند که سیم ها و شارژرها را غیر ضروری می کرد. علاوه بر این، روش آنها به شما امکان می دهد نه تنها ابزارها، بلکه به عنوان مثال، لوازم خانگی و روشنایی را به طور همزمان شارژ کنید.

    یکی از مدیران آزمایشگاه و دانشمند ارشد، آلنسون سمپل، می‌گوید: «روش ابداعی ما باعث می‌شود جریان الکتریکی به اندازه وای‌فای در همه جا حاضر شود. - راه را برای پیشرفت های بیشتر در زمینه رباتیک باز می کند که قبلاً با ظرفیت باتری محدود شده بود. تاکنون عملکرد این کارخانه را در یک اتاق کوچک نشان داده‌ایم، اما هیچ مانعی برای افزایش ظرفیت آن به اندازه یک انبار وجود ندارد.»

    سیستم انتقال برق بی سیم در دهه 1890 توسط دانشمند معروف نیکولا تسلا توسعه یافت، اما این اختراع توزیع انبوه دریافت نکرد. سیستم های انتقال برق بی سیم امروزی عمدتاً در فضاهای بسیار محدود کار می کنند.

    این روش که تشدید حفره شبه استاتیک (QSCR) نامیده می شود، شامل اعمال جریان به دیوارها، کف و سقف یک اتاق است. اینها به نوبه خود میدان های مغناطیسی ایجاد می کنند که روی گیرنده ای که به دستگاه در حال شارژ متصل است و حاوی یک سیم پیچ است، عمل می کند. الکتریسیته تولید شده از این طریق به باتری منتقل می شود و قبلاً از خازن هایی عبور کرده است که اثرات میدان های دیگر را حذف می کند.

    آزمایشات نشان داده است که تا 1.9 کیلووات توان را می توان از طریق یک شبکه الکتریکی معمولی از این طریق منتقل کرد. این انرژی برای شارژ همزمان 320 گوشی هوشمند کافی است. علاوه بر این، به گفته دانشمندان، این فناوری گران نیست و می توان به راحتی عرضه تجاری آن را ترتیب داد.

    این آزمایش ها در اتاقی به ابعاد 5 در 5 متر انجام شد که به طور خاص از سازه های آلومینیومی ساخته شده بود. سمپل تاکید کرد که دیوارهای فلزی ممکن است در آینده ضروری نباشند. استفاده از پانل های رسانا یا رنگ مخصوص امکان پذیر خواهد بود.

    توسعه دهندگان اطمینان می دهند که روش آنها برای انتقال انرژی از طریق هوا هیچ تهدیدی برای سلامت انسان و سایر موجودات زنده ایجاد نمی کند. ایمنی آنها توسط خازن های مجزا تضمین می شود که به عنوان عایق برای میدان های الکتریکی بالقوه خطرناک عمل می کنند. منتشر شده

    سال هاست که دانشمندان با موضوع به حداقل رساندن هزینه های برق دست و پنجه نرم می کنند. راه ها و پیشنهادات مختلفی وجود دارد، اما مشهورترین نظریه انتقال بی سیم برق است. ما پیشنهاد می کنیم در نظر بگیریم که چگونه انجام می شود، مخترع آن کیست و چرا هنوز زنده نشده است.

    تئوری

    برق بی سیم به معنای واقعی کلمه انتقال انرژی الکتریکی بدون سیم است. مردم اغلب انتقال بی سیم انرژی الکتریکی را با انتقال اطلاعاتی مانند رادیو، تلفن های همراه یا دسترسی به اینترنت Wi-Fi مقایسه می کنند. تفاوت اصلی این است که انتقال رادیویی یا مایکروویو یک فناوری با هدف بازیابی و انتقال دقیقاً اطلاعات است و نه انرژی که در ابتدا صرف انتقال شده است.

    برق بی سیم یک حوزه نسبتاً جدید از فناوری است، اما حوزه ای که به سرعت در حال رشد است. اکنون روش هایی برای انتقال کارآمد و ایمن انرژی در فاصله ای بدون وقفه در حال توسعه است.

    برق بی سیم چگونه کار می کند

    کار اصلی دقیقاً بر اساس مغناطیس و الکترومغناطیس است، همانطور که در مورد پخش رادیویی وجود دارد. شارژ بی سیم که به عنوان شارژ القایی نیز شناخته می شود، بر اساس چند اصل ساده کار است، به ویژه، این فناوری به دو سیم پیچ نیاز دارد. فرستنده و گیرنده ای که با هم میدان مغناطیسی متناوب و غیر ثابتی را ایجاد می کنند. به نوبه خود، این میدان باعث ایجاد ولتاژ در سیم پیچ گیرنده می شود. این می تواند برای تغذیه یک دستگاه تلفن همراه یا شارژ باتری استفاده شود.

    اگر جریان الکتریکی را از طریق سیم هدایت کنید، میدان مغناطیسی دایره ای در اطراف کابل ایجاد می شود. علیرغم این واقعیت که میدان مغناطیسی بر روی حلقه و سیم پیچ تأثیر می گذارد، اما خود را به شدت روی کابل نشان می دهد. وقتی سیم پیچ دومی را که جریان الکتریکی از آن عبور نمی کند، بردارید و سیم پیچ را در میدان مغناطیسی سیم پیچ اول قرار دهید، جریان الکتریکی سیم پیچ اول از طریق میدان مغناطیسی و از طریق میدان دوم منتقل می شود. سیم پیچ، ایجاد یک جفت القایی.

    بیایید یک مسواک برقی را به عنوان مثال در نظر بگیریم. در آن، شارژر به یک پریز متصل است که جریان الکتریکی را به سیم سیم پیچی داخل شارژر می فرستد که میدان مغناطیسی ایجاد می کند. یک سیم پیچ دوم در داخل مسواک وجود دارد که وقتی جریان شروع به جریان می کند و به لطف میدان مغناطیسی تشکیل شده، مسواک بدون اتصال مستقیم به منبع تغذیه 220 ولت شروع به شارژ می کند.

    داستان

    انتقال برق بی سیم به عنوان جایگزینی برای انتقال و توزیع خطوط برق اولین بار توسط نیکولا تسلا ارائه و نشان داده شد. در سال 1899، تسلا یک انتقال بی‌سیم ارائه کرد تا میدانی از لامپ‌های فلورسنت را که در 25 مایلی منبع برق بدون استفاده از سیم قرار دارد، تامین کند. اما در آن زمان، سیم‌کشی 25 مایلی سیم مسی به جای ساخت ژنراتورهای الکتریکی سفارشی که تجربه تسلا نیاز دارد، ارزان‌تر بود. او هرگز حق ثبت اختراع نگرفت و این اختراع در سطل های علم باقی ماند.

    در حالی که تسلا اولین کسی بود که در سال 1899 امکانات عملی ارتباطات بی‌سیم را نشان داد، امروزه دستگاه‌های بسیار کمی در فروش وجود دارد، از جمله برس‌های بی‌سیم، هدفون، شارژر تلفن و موارد دیگر.

    فناوری بی سیم

    انتقال برق بی سیم شامل انتقال انرژی الکتریکی یا توان در مسافت بدون سیم است. بنابراین، فناوری اصلی بر روی مفاهیم الکتریسیته، مغناطیس و الکترومغناطیس نهفته است.

    مغناطیس

    این یک نیروی اساسی طبیعت است که باعث می شود انواع خاصی از مواد یکدیگر را جذب یا دفع کنند. قطب های زمین تنها آهنرباهای دائمی در نظر گرفته می شوند. جریان جریان در حلقه میدان های مغناطیسی ایجاد می کند که از نظر سرعت و زمان لازم برای تولید جریان متناوب (AC) با میدان های مغناطیسی نوسانی متفاوت است. نیروهایی که در این حالت ظاهر می شوند در نمودار زیر نشان داده شده است.

    اینگونه است که مغناطیس ظاهر می شود

    الکترومغناطیس وابستگی متقابل میدان های الکتریکی و مغناطیسی متناوب است.

    القای مغناطیسی

    اگر یک حلقه رسانا به یک منبع برق AC متصل شود، یک میدان مغناطیسی نوسانی در داخل و اطراف حلقه ایجاد می کند. اگر حلقه رسانای دوم به اندازه کافی نزدیک باشد، مقداری از این میدان مغناطیسی نوسانی را می گیرد که به نوبه خود جریان الکتریکی را در سیم پیچ دوم ایجاد یا القا می کند.

    ویدئو: انتقال بی سیم برق چگونه است

    بنابراین، انتقال الکتریکی توان از یک سیکل یا سیم پیچ به سیکل دیگر وجود دارد که به عنوان القای مغناطیسی شناخته می شود. نمونه هایی از چنین پدیده ای در ترانسفورماتورها و ژنراتورهای الکتریکی استفاده می شود. این مفهوم بر اساس قوانین القای الکترومغناطیسی فارادی است. او در آنجا بیان می کند که وقتی تغییری در شار مغناطیسی متصل به سیم پیچ وجود دارد، EMF القایی در سیم پیچ برابر است با حاصل ضرب تعداد چرخش سیم پیچ و نرخ تغییر شار.


    کلاچ قدرت

    این قسمت زمانی ضروری است که یک دستگاه قادر به انتقال برق به دستگاه دیگر نباشد.

    یک پیوند مغناطیسی زمانی ایجاد می شود که میدان مغناطیسی یک جسم قادر به القای جریان الکتریکی با وسایل دیگر در دسترس خود باشد.

    به دو وسیله گفته می شود که به صورت القایی یا مغناطیسی با یکدیگر جفت می شوند که طوری طراحی شوند که وقتی یک سیم از طریق القای الکترومغناطیسی ولتاژی را در انتهای سیم دیگر القا می کند، تغییر در جریان رخ می دهد. این به دلیل اندوکتانس متقابل است

    فن آوری


    اصل جفت القایی

    این دو دستگاه که به صورت القایی یا مغناطیسی جفت شده اند، به گونه ای طراحی شده اند که تغییر در جریان به عنوان یک سیم باعث القای ولتاژ در انتهای سیم دیگر توسط القای الکترومغناطیسی می شود. این به دلیل اندوکتانسیون متقابل است.
    کوپلینگ القایی به دلیل توانایی آن در عملکرد بی سیم و همچنین مقاومت در برابر ضربه ترجیح داده می شود.

    کوپلینگ القایی تشدید ترکیبی از جفت القایی و رزونانس است. با استفاده از مفهوم تشدید، می توانید کاری کنید که دو جسم بسته به سیگنال های یکدیگر کار کنند.


    همانطور که از نمودار بالا می بینید، رزونانس اندوکتانس سیم پیچ را فراهم می کند. خازن به صورت موازی به سیم پیچ متصل می شود. انرژی بین میدان مغناطیسی اطراف سیم پیچ و میدان الکتریکی اطراف خازن به عقب و جلو حرکت می کند. در اینجا، تلفات تشعشع حداقل خواهد بود.

    مفهوم ارتباط یونیزه بی سیم نیز وجود دارد.

    این نیز امکان پذیر است، اما در اینجا شما باید کمی تلاش کنید. این تکنیک قبلاً در طبیعت وجود دارد، اما به سختی دلیلی برای اجرای آن وجود دارد، زیرا به میدان مغناطیسی بالا، از 2.11 M/m نیاز دارد. این توسط دانشمند باهوش ریچارد ولراس، توسعه دهنده مولد گرداب، که انرژی گرمایی را در فواصل بسیار دور، به ویژه با کمک جمع کننده های ویژه، ارسال و انتقال می دهد، توسعه داده شد. ساده ترین مثال از چنین اتصالی رعد و برق است.

    مزایا و معایب

    البته این اختراع نسبت به روش های سیمی مزایا و معایبی دارد. از شما دعوت می کنیم تا آنها را در نظر بگیرید.

    مزایا عبارتند از:

    1. عدم وجود کامل سیم؛
    2. بدون نیاز به منبع تغذیه؛
    3. نیاز به باتری حذف شده است.
    4. انرژی با کارایی بیشتری منتقل می شود.
    5. به طور قابل توجهی تعمیر و نگهداری کمتر مورد نیاز است.

    معایب شامل موارد زیر است:

    • فاصله محدود است؛
    • میدان های مغناطیسی برای انسان چندان ایمن نیستند.
    • انتقال بی سیم برق با استفاده از امواج مایکروویو یا تئوری های دیگر، عملاً در خانه و با دستان خود غیرممکن است.
    • هزینه نصب بالا

    الکتریسیته بی سیم از سال 1831، زمانی که مایکل فارادی پدیده القای الکترومغناطیسی را کشف کرد، شناخته شده است. او به طور تجربی ثابت کرد که یک میدان مغناطیسی در حال تغییر ایجاد شده توسط یک جریان الکتریکی می تواند جریان الکتریکی را در رسانای دیگری القا کند. آزمایش های متعددی انجام شد که به لطف آنها اولین ترانسفورماتور الکتریکی ظاهر شد. با این حال، تنها نیکولا تسلا توانست ایده انتقال برق از راه دور را در کاربرد عملی به طور کامل تحقق بخشد.

    در نمایشگاه جهانی شیکاگو در سال 1893، او انتقال بی سیم الکتریسیته را با روشن کردن لامپ های فسفری که از هم فاصله داشتند نشان داد. تسلا تغییرات زیادی را در انتقال برق بدون سیم نشان داده است و آرزو می کند که در آینده این فناوری به مردم اجازه می دهد انرژی را در جو در فواصل طولانی منتقل کنند. اما در این زمان معلوم شد که این اختراع دانشمند بی ادعا بوده است. تنها یک قرن بعد، اینتل و سونی به فناوری های نیکولا تسلا و سپس شرکت های دیگر علاقه مند شدند.

    چگونه کار می کند

    برق بی سیم به معنای واقعی کلمه انتقال انرژی الکتریکی بدون سیم است. اغلب این فناوری با انتقال اطلاعات، به عنوان مثال، با Wi-Fi، تلفن های همراه و رادیو مقایسه می شود. برق بی سیم یک فناوری نسبتا جدید و به طور پویا در حال توسعه است. امروزه روش هایی برای انتقال ایمن و کارآمد انرژی در فاصله ای بدون وقفه در حال توسعه است.

    این فناوری مبتنی بر مغناطیس و الکترومغناطیس است و بر اساس تعدادی از اصول عملیاتی ساده است. اول از همه، این مربوط به وجود دو سیم پیچ در سیستم است.

    • این سیستم از یک فرستنده و گیرنده تشکیل شده است که با هم یک میدان مغناطیسی متناوب و غیر ثابت تولید می کنند.
    • این میدان ولتاژی را در سیم پیچ گیرنده ایجاد می کند، به عنوان مثال، برای شارژ باتری یا تغذیه یک دستگاه تلفن همراه.
    • هنگامی که جریان الکتریکی از طریق یک سیم هدایت می شود، یک میدان مغناطیسی دایره ای در اطراف کابل ظاهر می شود.
    • روی سیم پیچی که مستقیماً با جریان الکتریکی تغذیه نمی شود، جریان الکتریکی از سیم پیچ اول از طریق میدان مغناطیسی، از جمله سیم پیچ دوم، شروع به جریان می کند و اتصال القایی را فراهم می کند.

    اصول انتقال

    تا همین اواخر، سیستم تشدید مغناطیسی CMRS که در سال 2007 در موسسه فناوری ماساچوست ایجاد شد، به عنوان پیشرفته ترین فناوری برای انتقال برق در نظر گرفته می شد. این فناوری انتقال جریان را تا فاصله 2.1 متری فراهم می کرد. با این حال، برخی محدودیت ها مانع از راه اندازی آن به تولید انبوه شد، به عنوان مثال، فرکانس انتقال بالا، ابعاد بزرگ، پیکربندی پیچیده سیم پیچ، و حساسیت بالا به تداخل خارجی، از جمله حضور یک فرد.

    با این حال، دانشمندان کره جنوبی یک فرستنده الکتریسیته جدید ساخته اند که اجازه می دهد تا انرژی تا 5 متر منتقل شود. و تمام وسایل موجود در اتاق از یک هاب واحد تغذیه می شوند. سیستم تشدید کویل های دوقطبی DCRS قادر به کار تا 5 متر است. این سیستم فاقد تعدادی از معایب CMRS است، از جمله استفاده از کویل های نسبتا فشرده با ابعاد 10x20x300 سانتی متر، آنها را می توان به طور محتاطانه در دیوارهای آپارتمان نصب کرد.

    این آزمایش امکان ارسال در فرکانس 20 کیلوهرتز را فراهم کرد:

    1. 209 وات در 5 متر؛
    2. 471 وات در 4 متر؛
    3. 1403 W در 3 متر.

    برق بی سیم به شما این امکان را می دهد که تلویزیون های ال سی دی بزرگ مدرن را که به 40 وات نیاز دارند از فاصله 5 متری تغذیه کنید. تنها چیزی که از شبکه اصلی 400 وات "پمپ" می شود، اما هیچ سیمی وجود نخواهد داشت. القای الکترومغناطیسی بازده بالایی را ارائه می دهد، اما در فاصله کوتاه.

    فن آوری های دیگری وجود دارد که به شما امکان می دهد برق را بدون سیم منتقل کنید. امیدوار کننده ترین آنها عبارتند از:

    • تابش لیزر . امنیت شبکه و همچنین برد طولانی را فراهم می کند. با این حال، خط دید بین گیرنده و فرستنده مورد نیاز است. تاسیسات کاری با پرتو لیزر قبلا ایجاد شده اند. لاکهید مارتین، سازنده آمریکایی تجهیزات نظامی و هواپیما، هواپیمای بدون سرنشین استالکر را آزمایش کرده است که با پرتو لیزر نیرو می گیرد و به مدت 48 ساعت در هوا می ماند.
    • تشعشعات مایکروویو . برد طولانی را ارائه می دهد، اما هزینه تجهیزات بالایی دارد. از آنتن رادیویی به عنوان فرستنده الکتریسیته استفاده می شود که تشعشعات مایکروویو را ایجاد می کند. روی دستگاه گیرنده یک رکتنا قرار دارد که تابش مایکروویو دریافتی را به جریان الکتریکی تبدیل می کند.

    این فناوری حذف قابل توجه گیرنده از فرستنده را امکان پذیر می کند، از جمله عدم نیاز مستقیم به خط دید. اما با افزایش برد، هزینه و اندازه تجهیزات به نسبت افزایش می یابد. در عین حال، تشعشعات مایکروویو با قدرت بالا تولید شده توسط نصب می تواند برای محیط زیست مضر باشد.

    ویژگی های خاص

    • واقع بینانه ترین فناوری، الکتریسیته بی سیم مبتنی بر القای الکترومغناطیسی است. اما محدودیت هایی وجود دارد. کار برای افزایش مقیاس فناوری در حال انجام است، اما نگرانی‌های سلامتی وجود دارد.
    • فن‌آوری‌های انتقال الکتریسیته با استفاده از امواج فراصوت، لیزر و مایکروویو نیز توسعه می‌یابد و جایگاه خود را نیز پیدا می‌کند.
    • گردش ماهواره‌ها با آرایه‌های خورشیدی عظیم به رویکرد متفاوتی نیاز دارد، این امر مستلزم انتقال هدفمند الکتریسیته است. لیزر و مایکروویو در اینجا مناسب هستند. در حال حاضر هیچ راه حل ایده آلی وجود ندارد، اما گزینه های زیادی با مزایا و معایب آنها وجود دارد.
    • در حال حاضر، بزرگترین تولید کنندگان تجهیزات مخابراتی در کنسرسیومی از انرژی الکترومغناطیسی بی سیم با هدف ایجاد یک استاندارد جهانی برای شارژرهای بی سیم که بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می کنند، به هم پیوسته اند. از میان تولیدکنندگان بزرگ، سونی، سامسونگ، نوکیا، موتورولا موبیلیتی، ال‌جی الکترونیکس، هوآوی، اچ‌تی‌سی از استاندارد QI در تعدادی از مدل‌های خود پشتیبانی می‌کنند. QI به زودی استاندارد یکپارچه برای چنین دستگاه هایی خواهد شد. به لطف این امکان ایجاد مناطق شارژ بی سیم برای وسایل در کافه ها، مراکز حمل و نقل و سایر مکان های عمومی وجود خواهد داشت.

    کاربرد

    • هلیکوپتر مایکروویو. مدل هلیکوپتر دارای یک رکتنا بود و به ارتفاع 15 متر می رسید.
    • برای تغذیه مسواک های برقی از برق بی سیم استفاده می شود. این مسواک دارای بدنه کاملا مهر و موم شده و فاقد اتصال دهنده است که از برق گرفتگی جلوگیری می کند.
    • تامین انرژی هواپیما با لیزر
    • سیستم های شارژ بی سیم برای دستگاه های تلفن همراه در فروش ظاهر شده اند که می توانند روزانه از آنها استفاده کنند. آنها بر اساس القای الکترومغناطیسی کار می کنند.
    • پد شارژ جهانی. آنها به شما اجازه می دهند تا بیشتر مدل های تلفن هوشمند محبوب را که مجهز به ماژول شارژ بی سیم نیستند، از جمله تلفن های معمولی، تغذیه کنید. علاوه بر خود پد شارژ، باید یک قاب گیرنده نیز برای گجت بخرید. از طریق پورت USB به گوشی هوشمند متصل می شود و از طریق آن شارژ می شود.
    • در حال حاضر بیش از 150 دستگاه تا 5 وات در بازار جهانی به فروش می رسد که از استاندارد QI پشتیبانی می کنند. در آینده تجهیزات توان متوسط ​​تا 120 وات ظاهر خواهند شد.

    چشم انداز

    امروزه کار روی پروژه های بزرگی در حال انجام است که از برق بی سیم استفاده می کنند. این منبع تغذیه وسایل نقلیه الکتریکی "از طریق هوا" و شبکه های برق خانگی است:

    • یک شبکه متراکم از نقاط شارژ خودکار کاهش باتری و کاهش قابل توجه هزینه خودروهای الکتریکی را ممکن می کند.
    • در هر اتاق منبع تغذیه نصب خواهد شد که برق را به تجهیزات صوتی و تصویری، گجت ها و لوازم خانگی مجهز به آداپتورهای مناسب منتقل می کند.

    مزایا و معایب

    برق بی سیم دارای مزایای زیر است:

    • بدون نیاز به منبع تغذیه
    • کمبود کامل سیم
    • نیاز به باتری را از بین ببرید.
    • تعمیر و نگهداری کمتر مورد نیاز است.
    • چشم اندازهای بزرگ

    معایب نیز عبارتند از:

    • توسعه ناکافی فناوری ها
    • فاصله محدود
    • میدان های مغناطیسی برای انسان کاملاً ایمن نیستند.
    • هزینه بالای تجهیزات.

    قانونی را کشف کرد (که بعداً به نام کاشف قانون آمپر نامگذاری شد) که نشان می دهد جریان الکتریکی میدان مغناطیسی ایجاد می کند.

  • که در 1831 مایکل فارادی قانون القاء را کشف کرد، قانون اساسی مهم الکترومغناطیس.
  • که در 1864 جیمز ماکسول نتایج مشاهدات و آزمایشات را سیستماتیک کرد، معادلات الکتریسیته، مغناطیس و اپتیک را مطالعه کرد، یک نظریه ایجاد کرد و یک توصیف ریاضی دقیق از رفتار میدان الکترومغناطیسی تهیه کرد (به معادلات ماکسول مراجعه کنید).
  • که در 1888 هاینریش هرتز وجود میدان الکترومغناطیسی را تایید کرد. " دستگاه تولید میدان الکترومغناطیسیهرتز فرستنده جرقه "امواج رادیویی" بود و امواجی را در باندهای فرکانس مایکروویو یا UHF ایجاد می کرد.
  • که در 1891 نیکولا تسلا (شماره ثبت اختراع 454622؛ "سیستم روشنایی الکتریکی") فرستنده موج هرتزی را برای منبع تغذیه فرکانس رادیویی بهبود و ثبت اختراع کرد.
  • که در 1893 نیکولا تسلا در نمایشگاه جهانی که در سال 1893 در شیکاگو برگزار شد، نور بی سیم را با لامپ های فلورسنت به نمایش گذاشت.
  • که در 1894 در سالی که نیکولا تسلا یک لامپ رشته ای فسفری را به صورت بی سیم در آزمایشگاه خیابان پنجم و بعداً در آزمایشگاه خیابان هیوستون در نیویورک با استفاده از "القاء الکترودینامیکی" یعنی از طریق القای متقابل تشدید بی سیم روشن کرد.
  • که در 1894 Jagdish-Chandra-Bose از راه دور باروت را مشتعل کرد که باعث شد زنگ با استفاده از امواج الکترومغناطیسی زده شود که نشان می دهد سیگنال های ارتباطی می توانند به صورت بی سیم ارسال شوند.
  • در 25 آوریل (7 مه)، الکساندر پوپوف گیرنده رادیویی را که خود اختراع کرد در جلسه ای از گروه فیزیک انجمن فیزیک و شیمی روسیه به نمایش گذاشت.
  • که در 1895 در سال 1991، بوشه سیگنالی را در فاصله حدود یک مایلی مخابره کرد.
  • در 2 ژوئن 1896، گوگلیلمو مارکونی برای اختراع رادیو درخواست داد.
  • که در 1896 در سالی که تسلا سیگنالی را در فاصله 48 کیلومتری ارسال کرد.
  • که در 1897 گوگلیلمو مارکونی با استفاده از یک فرستنده رادیویی، پیامی را با کد مورس در مسافتی حدود 6 کیلومتری مخابره کرد.
  • که در 1897 اولین پتنت تسلا در مورد استفاده از انتقال بی سیم به ثبت رسید.
  • که در 1899 تسلا در کلرادو اسپرینگز نوشت: «شکست روش القایی در مقایسه با روش تحریک بار زمین و هوا» .
  • که در 1900 گوگلیلمو مارکونی نتوانست حق اختراع رادیو را در ایالات متحده به دست آورد.
  • که در 1901 مارکونی با استفاده از دستگاه تسلا سیگنالی را در سراسر اقیانوس اطلس مخابره کرد.
  • که در 1902 تسلا و رجینالد فسندن بر سر حق ثبت اختراع 21701 ایالات متحده ("سیستم انتقال سیگنال (بی سیم). سوئیچینگ انتخابی لامپ های رشته ای، عناصر منطق الکترونیکی به طور کلی" با هم درگیر شدند.
  • که در 1904 سال در نمایشگاه جهانی که در سنت لوئیس برگزار شد، جایزه ای برای تلاش موفقیت آمیز برای کنترل موتور یک کشتی هوایی با قدرت ارائه شد. 0.1 اسب بخار (75 وات) از نیرویی که از راه دور در فاصله کمتر از 100 فوت (30 متر) منتقل می شود.
  • که در 1917 در همان سال، برج Vordenclyffe که توسط نیکولا تسلا برای انجام آزمایش‌هایی بر روی انتقال بی‌سیم قدرت‌های بالا ساخته شده بود، تخریب شد.
  • که در 1926 شینتارو اودا و هیدتسوگو یاگی اولین مقاله را منتشر کردند. در مورد لینک جهت هدایت شده با بهره بالا"، که به آنتن "یاگی اودا" یا آنتن "کانال موج" معروف است.
  • که در 1945 Semyon Tetelbaum مقاله ای با عنوان "در مورد انتقال بی سیم برق در فواصل طولانی با استفاده از امواج رادیویی" منتشر کرد که در آن برای اولین بار کارایی یک خط مایکروویو را برای انتقال بی سیم برق مورد بررسی قرار داد.
  • که در 1961 در همان سال ویلیام براون مقاله ای در مورد امکان انتقال انرژی از طریق امواج مایکروویو منتشر کرد.
  • که در 1964 ویلیام براون و والتر کرونیکت در CBS News مدلی از هلیکوپتر را به نمایش گذاشتند که تمام انرژی مورد نیاز خود را از پرتوهای مایکروویو دریافت می کند.
  • که در 1968 پیتر گلاسر پیشنهاد استفاده از انتقال بی سیم انرژی خورشیدی از فضا را با استفاده از فناوری "پرتو انرژی" ارائه کرد. این اولین توصیف از یک سیستم مداری-انرژی در نظر گرفته می شود.
  • که در 1973 آزمایشگاه ملی لوس آلاموس اولین سیستم غیرفعال RFID جهان را به نمایش گذاشت.
  • که در 1975 در سال 2010، آزمایش‌هایی در مجتمع ارتباطات فضای عمیق رصدخانه گلدستون برای انتقال توان ده‌ها کیلووات انجام شد.
    • که در 2007 در سال 1999، یک تیم تحقیقاتی به سرپرستی پروفسور مارین سولجاچیچ از 2 متر انرژی بی سیم برای روشن کردن یک لامپ 60 وات با راندمان 40 درصد با استفاده از دو سیم پیچ به قطر 60 سانتی متر کافی بود.
    • که در 2008 در سال 1999، Bombardier سیستمی برای انتقال قدرت بی سیم به نام "primove" برای استفاده در موتورهای تراموا و ریل سبک پیشنهاد کرد.
    • که در 2008 در همان سال، کارمندان اینتل آزمایش‌های نیکولا تسلا در سال 1894 و آزمایش‌های گروه جان براون در سال 1988 در مورد انتقال بی‌سیم انرژی به لامپ‌های رشته‌ای نور با بازده 75 درصد را بازتولید کردند.
    • که در 2009 در همان سال، کنسرسیومی از شرکت های علاقه مند به نام "کنسرسیوم برق بی سیم" یک استاندارد برق بی سیم با جریان پایین به نام "" را توسعه دادند. Qi شروع به استفاده در فناوری قابل حمل کرد.
    • که در 2009 در سال 2009، شرکت نروژی Wireless Power & Communication یک چراغ قوه صنعتی را معرفی کرد که می تواند به طور ایمن کار کند و بدون تماس در یک اتمسفر اشباع شده از گاز قابل اشتعال شارژ شود.
    • که در 2009 گروه Haier اولین تلویزیون ال سی دی کاملا بی سیم جهان را بر اساس تحقیقات پروفسور مارین سولیاسیک در مورد انتقال برق بی سیم و رابط دیجیتال خانگی بی سیم (WHDI) معرفی کرد.
    • که در 2011 کنسرسیوم برق بی سیم شروع به گسترش مشخصات استاندارد Qi برای جریان های متوسط ​​کرد.
    • که در 2012 در همان سال، موزه خصوصی سنت پترزبورگ "Grand Maket Russia" کار خود را آغاز کرد که در آن مدل های مینیاتوری خودروها از طریق یک مدل از جاده برق را به صورت بی سیم دریافت می کردند.
    • که در 2015 در سال 1999، دانشمندان دانشگاه واشنگتن دریافتند که الکتریسیته می تواند از طریق فناوری Wi-Fi منتقل شود.

    فن آوری ها

    روش اولتراسونیک

    روش اولتراسونیک انتقال انرژی توسط دانشجویان دانشگاه پنسیلوانیا ابداع شد و برای اولین بار در نمایشگاه "همه چیزهای دیجیتال" (D9) در سال 2011 به عموم مردم ارائه شد. مانند سایر روش های انتقال بی سیم چیزی، از گیرنده و فرستنده استفاده می شد. فرستنده اولتراسوند منتشر کرد. گیرنده به نوبه خود آنچه شنیده می شد را به برق تبدیل می کرد. در زمان ارائه، فاصله انتقال به 7-10 متر می رسید و خط دید مستقیم گیرنده و فرستنده ضروری بود. ولتاژ ارسالی به 8 ولت رسید. جریان حاصل گزارش نشده است. فرکانس های اولتراسونیک استفاده شده هیچ تاثیری بر انسان ندارند. همچنین اطلاعاتی در مورد اثرات منفی فرکانس های اولتراسونیک بر روی حیوانات وجود ندارد.

    روش القای الکترومغناطیسی

    انتقال توان بی سیم توسط القای الکترومغناطیسی از یک میدان الکترومغناطیسی نزدیک در فواصل حدود یک ششم طول موج استفاده می کند. انرژی میدان نزدیک به خودی خود تابشی نیست، اما برخی از تلفات تابشی رخ می دهد. علاوه بر این، به عنوان یک قاعده، تلفات مقاومتی نیز وجود دارد. به دلیل القای الکترودینامیکی، یک جریان الکتریکی متناوب که از سیم پیچ اولیه عبور می کند، یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کند که بر روی سیم پیچ ثانویه اثر می گذارد و جریان الکتریکی را در آن القا می کند. برای دستیابی به راندمان بالا، تعامل باید به اندازه کافی نزدیک باشد. با دور شدن سیم پیچ ثانویه از سیم پیچ اولیه، میدان مغناطیسی بیشتری به سیم پیچ ثانویه نمی رسد. حتی در فواصل نسبتاً کوتاه، جفت القایی بسیار ناکارآمد می شود و بخش زیادی از انرژی ارسال شده را هدر می دهد.

    ترانسفورماتور الکتریکی ساده ترین وسیله برای انتقال برق بی سیم است. سیم پیچ های اولیه و ثانویه ترانسفورماتور مستقیماً به هم متصل نیستند. انتقال انرژی از طریق فرآیندی به نام القای متقابل انجام می شود. وظیفه اصلی ترانسفورماتور افزایش یا کاهش ولتاژ اولیه است. شارژرهای بدون تماس تلفن همراه و مسواک برقی نمونه هایی از استفاده از اصل القایی الکترودینامیکی هستند. اجاق های القایی نیز از این روش استفاده می کنند. عیب اصلی روش انتقال بی سیم برد بسیار کوتاه آن است. گیرنده باید در مجاورت فرستنده باشد تا بتواند به طور موثر با فرستنده ارتباط برقرار کند.

    استفاده از رزونانس تا حدودی برد انتقال را افزایش می دهد. با القای تشدید، فرستنده و گیرنده بر روی یک فرکانس تنظیم می شوند. با تغییر شکل موج جریان درایو از سینوسی به شکل موج گذرا غیر سینوسی، عملکرد را می توان بیشتر بهبود بخشید. انتقال انرژی پالسی در چندین چرخه اتفاق می افتد. بنابراین، توان قابل توجهی را می توان بین دو مدار LC تنظیم شده متقابل با ضریب کوپلینگ نسبتا کم منتقل کرد. سیم پیچ های فرستنده و گیرنده، به عنوان یک قاعده، سلونوئیدهای تک لایه یا یک سیم پیچ تخت با مجموعه ای از خازن ها هستند که به شما امکان می دهد عنصر گیرنده را با فرکانس فرستنده تنظیم کنید.

    یکی از کاربردهای متداول القای الکترودینامیکی تشدید، شارژ باتری‌ها در دستگاه‌های قابل حمل مانند رایانه‌های لپ‌تاپ و تلفن‌های همراه، ایمپلنت‌های پزشکی و وسایل نقلیه الکتریکی است. تکنیک شارژ موضعی از انتخاب یک سیم پیچ انتقال مناسب در ساختار آرایه سیم پیچ چندلایه استفاده می کند. رزونانس هم در پد شارژ بی سیم (حلقه انتقال) و هم در ماژول گیرنده (که در بار تعبیه شده است) برای اطمینان از حداکثر بازده انتقال نیرو استفاده می شود. این تکنیک انتقال برای پدهای شارژ بی سیم جهانی برای شارژ وسایل الکترونیکی قابل حمل مانند تلفن های همراه مناسب است. این تکنیک به عنوان بخشی از استاندارد شارژ بی سیم Qi پذیرفته شده است.

    القای الکترودینامیک تشدید کننده همچنین برای تامین انرژی دستگاه های بدون باتری مانند برچسب های RFID و کارت های هوشمند بدون تماس و همچنین برای انتقال انرژی الکتریکی از سلف اولیه به تشدید کننده ترانسفورماتور تسلا که یک فرستنده بی سیم انرژی الکتریکی نیز می باشد، استفاده می شود.

    القای الکترواستاتیک

    روش لیزری

    در صورتی که طول موج تابش الکترومغناطیسی به ناحیه مرئی طیف نزدیک شود (از 10 میکرون تا 10 نانومتر)، انرژی را می توان با تبدیل آن به یک پرتو لیزر منتقل کرد و سپس می تواند به فتوسل گیرنده هدایت شود.

    در مقایسه با سایر روش‌های انتقال بی‌سیم، انتقال توان لیزری دارای چندین مزیت است:

    • انتقال انرژی در فواصل طولانی (به دلیل زاویه کوچک واگرایی بین پرتوهای باریک یک موج نور تک رنگ)؛
    • سهولت استفاده برای محصولات کوچک (به دلیل اندازه کوچک لیزر حالت جامد - دیود نیمه هادی فوتوالکتریک)؛
    • عدم تداخل فرکانس رادیویی برای دستگاه های ارتباطی موجود مانند Wi-Fi و تلفن های همراه (لیزر چنین تداخلی ایجاد نمی کند).
    • توانایی کنترل دسترسی (فقط گیرنده هایی که با پرتو لیزر روشن می شوند می توانند برق دریافت کنند).

    این روش همچنین دارای معایبی است:

    • تبدیل تابش الکترومغناطیسی فرکانس پایین به فرکانس بالا که نور است، ناکارآمد است. تبدیل نور به برق نیز ناکارآمد است، زیرا بازده سلول های فتوولتائیک به 40-50٪ می رسد، اگرچه راندمان تبدیل نور تک رنگ بسیار بیشتر از بازده پانل های خورشیدی است.
    • تلفات در جو؛
    • نیاز به خط دید بین فرستنده و گیرنده (مانند انتقال مایکروویو).

    فناوری انتقال قدرت به کمک لیزر قبلاً عمدتاً در توسعه سیستم‌های تسلیحاتی جدید و در صنعت هوافضا مورد بررسی قرار گرفته است و در حال حاضر برای تجهیزات الکترونیکی تجاری و مصرفی در دستگاه‌های کم مصرف در حال توسعه است. سیستم‌های انتقال برق بی‌سیم برای کاربردهای مصرف‌کننده باید الزامات ایمنی لیزر IEC 60825 را برآورده کنند. برای درک بهتر سیستم‌های لیزر، باید در نظر گرفت که انتشار یک پرتو لیزر بسیار کمتر به محدودیت‌های پراش وابسته است، زیرا فضایی و تطبیق طیفی ویژگی های لیزر باعث افزایش قدرت کار و فاصله می شود، زیرا طول موج بر روی تمرکز تأثیر می گذارد.

    مرکز تحقیقات پرواز درایدن ناسا، پرواز یک هواپیمای سبک بدون سرنشین را با پرتو لیزر به نمایش گذاشت. این امر امکان شارژ مجدد دوره ای با استفاده از یک سیستم لیزری را بدون نیاز به فرود هواپیما ثابت کرد.

    جریان متناوب را می توان از طریق لایه هایی از جو با فشار اتمسفر کمتر از 135 میلی متر جیوه منتقل کرد. هنر جریان از طریق القای الکترواستاتیکی در اتمسفر پایینی در حدود 2-3 مایل (3.2-4.8 کیلومتر) بالاتر از سطح دریا و به دلیل جریان یون ها، یعنی هدایت الکتریکی از طریق یک منطقه یونیزه واقع در ارتفاع بالای 5 کیلومتر، جریان می یابد. پرتوهای عمودی شدید تابش فرابنفش را می توان برای یونیزه کردن گازهای اتمسفر مستقیماً بالای دو پایانه مرتفع استفاده کرد که منجر به تشکیل خطوط برق پلاسما با ولتاژ بالا می شود که مستقیماً به لایه های رسانای جو می رسد. در نتیجه، جریان الکتریکی بین دو پایانه مرتفع تشکیل می‌شود که به تروپوسفر می‌رود، از آن عبور می‌کند و به پایانه دیگر باز می‌گردد. رسانایی الکتریکی از طریق لایه های جو به دلیل تخلیه خازنی پلاسما در یک جو یونیزه امکان پذیر می شود.

    نیکولا تسلا کشف کرد که الکتریسیته هم از طریق زمین و هم از طریق جو قابل انتقال است. او در جریان تحقیقات خود به اشتعال لامپ در فواصل متوسط ​​دست یافت و انتقال برق در فواصل طولانی را ثبت کرد. برج Wardenclyffe به عنوان یک پروژه تجاری برای تلفن بی سیم فرا اقیانوس اطلس تصور شد و به نمایشی واقعی از امکان انتقال بی سیم برق در مقیاس جهانی تبدیل شد. نصب به دلیل کمبود بودجه تکمیل نشد.

    زمین یک هادی طبیعی است و یک مدار رسانا را تشکیل می دهد. حلقه بازگشت از طریق تروپوسفر فوقانی و استراتوسفر پایینی در ارتفاع حدود 4.5 مایلی (7.2 کیلومتری) تحقق می یابد.

    یک سیستم جهانی برای انتقال الکتریسیته بدون سیم، به اصطلاح "سیستم بی سیم در سراسر جهان"، بر اساس رسانایی الکتریکی بالای پلاسما و رسانایی الکتریکی بالای زمین، توسط نیکولا تسلا در اوایل سال 1904 پیشنهاد شد و به خوبی می توانست باعث شهاب سنگ تونگوسکا، ناشی از "اتصال کوتاه" بین جو باردار و زمین.

    سیستم بی سیم در سراسر جهان

    آزمایشات اولیه مخترع مشهور صرب، نیکولا تسلا، مربوط به انتشار امواج رادیویی معمولی، یعنی امواج هرتزی، امواج الکترومغناطیسی منتشر شده در فضا بود.

    در سال 1919، نیکولا تسلا نوشت: «قرار است در سال 1893 کار بر روی انتقال بی سیم را شروع کنم، اما در واقع دو سال قبل را صرف تحقیق و طراحی دستگاه کردم. از همان ابتدا برای من روشن بود که با یک سری تصمیمات رادیکال می توان به موفقیت دست یافت. ابتدا قرار بود ژنراتورهای فرکانس بالا و نوسانگرهای الکتریکی ساخته شوند. انرژی آنها باید به فرستنده های کارآمد تبدیل می شد و در فاصله ای دور توسط گیرنده های مناسب دریافت می شد. چنین سیستمی در صورت حذف هرگونه دخالت خارجی و تضمین انحصار کامل آن مؤثر خواهد بود. با گذشت زمان، اما متوجه شدم که برای اینکه دستگاه هایی از این دست به طور موثر کار کنند، باید با در نظر گرفتن ویژگی های فیزیکی سیاره ما طراحی شوند.

    یکی از شرایط ایجاد یک سیستم بی سیم در سراسر جهان، ساخت گیرنده های رزونانسی است. تشدید کننده مارپیچ زمین شده سیم پیچ تسلا و ترمینال مرتفع را می توان به همین ترتیب استفاده کرد. تسلا شخصا بارها و بارها انتقال بی سیم انرژی الکتریکی از فرستنده به سیم پیچ تسلا را نشان داده است. این بخشی از سیستم انتقال بی سیم او شد (اختراع ایالات متحده شماره 1،119،732، 18 ژانویه 1902، "دستگاه برای انتقال نیروی الکتریکی"). تسلا پیشنهاد نصب بیش از 30 ایستگاه گیرنده و فرستنده را در سراسر جهان داد. در این سیستم سیم پیچ پیکاپ به عنوان یک ترانسفورماتور کاهنده با جریان خروجی بالا عمل می کند. پارامترهای سیم پیچ فرستنده با سیم پیچ گیرنده یکسان است.

    هدف سیستم بی‌سیم جهانی تسلا ترکیب انتقال نیرو با پخش و ارتباطات بی‌سیم جهت‌دار بود که باعث حذف خطوط برق با ولتاژ بالا و تسهیل اتصال ژنراتورهای الکتریکی در مقیاس جهانی می‌شد.

    همچنین ببینید

    • WiTricity

    یادداشت

    1. «الکتریسیته در نمایشگاه کلمبیا» نوشته جان پاتریک بارت. 1894، صص. 168-169
    2. آزمایش‌هایی با جریان‌های متناوب با فرکانس بسیار بالا و کاربرد آن‌ها در روش‌های نورپردازی مصنوعی، Columbia, Columbia, Columbia. 20،  1891 (انگلیسی)
    3. آزمایش‌ها با جریان‌های جایگزین با پتانسیل بالا و فرکانس بالا، آدرس IEE، لندن، فوریه 1892 (انگلیسی)
    4. در نور و سایر پدیده های با فرکانس بالا، موسسه فرانکلین، فیلادلفیا، فوریه 1893 و جامعه ملی الکتریک لوئیس،  مارس 1893 (انگلیسی)
    5. کار-جاگدیش-چاندرا-بوز:100سال-پژوهش-موج-میلی متر
    6. جاگادیش-چاندرا-بوز
    7. نیکولا تسلا درباره کارش با جریان های متناوب و کاربرد آنها در تلگراف بی سیم، تلفن و انتقال نیرو، ص. 26-29. (انگلیسی)
    8. 5 ژوئن 1899 نت های کلرادو بهار  1899-1900، نولیت، 1978 (انگلیسی)
    9. نیکولا تسلا: سلاح های هدایت شده و فناوری رایانه
    10. برقکار(لندن)، 1904 (انگلیسی)
    11. اسکن گذشته: تاریخچه مهندسی برق از گذشته، هیدتسوگو یاگی
    12. Tetelbaum S.I.در مورد انتقال بی سیم برق در فواصل طولانی با استفاده از امواج رادیویی // برق. - 1945. - شماره 5. - ص 43-46.
    13. کوستنکو A. A.شبه اپتیک: پیش‌شرط‌های تاریخی و روندهای مدرن توسعه // رادیوفیزیک و رادیو اخترشناسی. - 2000. - V. 5، شماره 3. - S. 231.
    14. بررسی عناصر قدرت انتقال با پرتو مایکروویو، در سال 1961 IRE بین‌المللی. Conf. Rec., vol.9, part 3, pp.93-105
    15. IEEE مایکروویو تئوری و تکنیک، Bill Brown's Distinguished Career
    16. قدرت از خورشید: آینده آن، علم جلد. 162، صص. 957-961 (1968)
    17. حق ثبت اختراع انرژی خورشیدی-ماهواره
    18. تاریخچه RFID
    19. ابتکار عمل فضایی-خورشیدی-انرژی
    20. بی سیم توان انتقال for Solar Power Satellite شناسی
    21. W. C. Brown: The History Of Power Transmission به وسیله امواج رادیویی: مایکروویو تئوری and Techniques، IEEE Tansactions،49،49،49. 32 (9)، pp. 1230-1242 (انگلیسی)
    22. انتقال نیرو بی سیم از طریق تشدیدهای مغناطیسی جفت شده قوی(انگلیسی) . علم (7 ژوئن 2007). بازیابی شده در 6 سپتامبر 2010. بایگانی شده از نسخه اصلی در 29 فوریه 2012.,
      روش جدید انتقال برق بی سیم (روسی). MEMBRANA.RU (8 ژوئن 2007). بازیابی شده در 6 سپتامبر 2010. بایگانی شده از نسخه اصلی در 29 فوریه 2012.
    23. فناوری Bombardier PRIMOVE 
    24. اینتل قدرت بی‌سیم را برای لپ‌تاپ شما تصور می‌کند
    25. مشخصات  الکتریسیته درحال تکمیل
    26. شارژ جهانی Qi Standard Powers Up بی سیم- HONG KONG، سپتامبر. 2 /PRNewswire/
    27. TX40 و CX40، مشعل و شارژر تایید شده سابق
    28. تلویزیون HDTV بی‌سیم Haier فاقد سیم، نمایه‌ی صاف (ویدئو) (انگلیسی)
      برق بی سیم سازندگان خود را شگفت زده کرد (روسی). MEMBRANA.RU (16 فوریه 2010). بازبینی شده در 6 سپتامبر 2010.