Kablosuz elektrik iletimi. Çalışma prensibi. Yeni kablosuz güç teknolojisi Wi-Fi gibi çalışır

Bilim insanları uzun yıllardan beri elektrik maliyetlerini en aza indirme konusuyla uğraşmaktadır. Farklı yöntemler ve öneriler var ama en meşhur teori elektriğin kablosuz iletimidir. Nasıl gerçekleştirildiğini, mucidinin kim olduğunu ve neden henüz uygulanmadığını düşünmeyi öneriyoruz.

Teori

Kablosuz elektrik, kelimenin tam anlamıyla elektrik enerjisinin kablosuz olarak aktarılmasıdır. İnsanlar genellikle elektrik enerjisinin kablosuz iletimini radyo, cep telefonu veya radyo gibi bilgi iletimiyle karşılaştırır. Wi-Fi erişimi internette. Temel fark, radyo veya mikrodalga iletiminin, başlangıçta iletim için harcanan enerji değil, bilgiyi geri yüklemeyi ve taşımayı amaçlayan bir teknoloji olmasıdır.

Kablosuz elektrik nispeten yeni alan teknoloji, ancak oldukça dinamik bir şekilde gelişiyor. Artık enerjiyi kesintisiz olarak uzak mesafelere verimli ve güvenli bir şekilde iletmek için yöntemler geliştirilmektedir.

Kablosuz elektrik nasıl çalışır?

Ana çalışma, radyo yayıncılığında olduğu gibi, özellikle manyetizma ve elektromanyetizmaya dayanmaktadır. Endüktif şarj olarak da bilinen kablosuz şarj, birkaç temele dayanmaktadır. basit ilkelerözellikle teknoloji iki bobin gerektirir. Birlikte doğru olmayan akımın alternatif manyetik alanını üreten bir verici ve alıcı. Bu alan da alıcı bobinde bir gerilime neden olur; bu, bir mobil cihaza güç vermek veya pili şarj etmek için kullanılabilir.

Bir tel üzerinden elektrik akımı gönderilirse, kablonun çevresinde dairesel bir manyetik alan oluşturulur. Manyetik alanın hem döngüyü hem de bobini etkilemesine rağmen, bu durum en çok kabloda belirgindir. İçinden elektrik akımı geçmeyen ikinci bir tel bobini alıp, birinci bobinin manyetik alanına bir bobin yerleştirdiğimizde, birinci bobinden gelen elektrik akımı manyetik alan üzerinden iletilecektir. ve ikinci bobin aracılığıyla endüktif bir bağlantı oluşturulur.

Örnek olarak elektrikli diş fırçasını ele alalım. İçinde şarj cihazı, şarj cihazının içindeki bükülmüş bir tele elektrik akımı gönderen ve manyetik bir alan oluşturan bir prize bağlanır. Diş fırçasının içerisinde ikinci bir bobin bulunmaktadır ve akım akmaya başladığında oluşan MF sayesinde fırça doğrudan 220 V güç kaynağına bağlanmadan şarj olmaya başlar.

Hikaye

Elektrik hatlarının iletimi ve dağıtımına alternatif olarak kablosuz güç iletimi ilk olarak Nikola Tesla tarafından önerilmiş ve gösterilmiştir. 1899'da Tesla, güç kaynağından yirmi beş mil uzakta bulunan floresan lambalardan oluşan bir alana kablo kullanmadan kablosuz güç aktarımını sundu. Ancak o zamanlar Tesla'nın uzmanlığının gerektirdiği özel güç jeneratörlerini inşa etmek yerine 25 mil bakır tel çekmek daha ucuzdu. Kendisine hiçbir zaman patent verilmedi ve buluş bilimin kuytularında kaldı.

Gösteriyi yapan ilk kişi Tesla olsa da pratik olanaklar 1899'da kablosuz iletişim, bugün satışta çok az cihaz var, bunlar kablosuz fırçalar, kulaklıklar, telefon şarj cihazları vb.

Kablosuz teknoloji

Kablosuz enerji aktarımı, elektrik enerjisinin veya gücün kablolar olmadan uzak bir mesafeye aktarılmasını içerir. Dolayısıyla temel teknoloji elektrik, manyetizma ve elektromanyetizma kavramlarına dayanmaktadır.

Manyetizma

Belirli malzeme türlerinin birbirini çekmesine veya itmesine neden olan, doğanın temel bir gücüdür. Tek kalıcı mıknatıslar Dünya'nın kutuplarıdır. Devredeki akış akımı, salınımlı manyetik alanlardan, gerekli hız ve sürede farklılık gösteren manyetik alanlar üretir. alternatif akım(AC). Bu durumda ortaya çıkan kuvvetler aşağıdaki şemada gösterilmektedir.

Elektromanyetizma, alternatif elektrik ve manyetik alanların birbirine bağımlılığıdır.

Manyetik indüksiyon

İletken döngü bir AC güç kaynağına bağlanırsa, döngünün içinde ve çevresinde salınımlı bir manyetik alan oluşturacaktır. İkinci iletken devre yeterince yakınsa, bu salınımlı manyetik alanın bir kısmını yakalayacak ve bu da ikinci bobinde bir elektrik akımı üretecek veya indükleyecektir.

Video: kablosuz elektrik aktarımı nasıl gerçekleşir?

Böylece, manyetik indüksiyon olarak bilinen, bir döngüden veya bobinden diğerine elektrik gücü aktarımı gerçekleşir. Bu olgunun örnekleri elektrik transformatörlerinde ve jeneratörlerde kullanılmaktadır. Bu kavram Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasalarına dayanmaktadır. Orada, bir bobine bağlanan manyetik akıda bir değişiklik olduğunda, bobinde indüklenen emk'nin, bobinin sarım sayısı ile akının değişim hızının çarpımına eşit olduğunu belirtiyor.

Güç bağlantısı

Bu kısım, bir cihazın başka bir cihaza enerji aktaramadığı durumlarda gereklidir.

Manyetik bağlantı, bir nesnenin manyetik alanı, menzili içindeki diğer cihazlara bir elektrik akımı indükleyebildiğinde üretilir.

İki cihazın karşılıklı endüktif olarak bağlı veya manyetik olarak bağlı olduğu söylenir; bunlar, bir telde akımdaki bir değişiklik, elektromanyetik indüksiyon yoluyla diğer telin uçlarında bir voltajı indükleyecek şekilde düzenlenir. Bunun nedeni karşılıklı endüktanstır.

Teknoloji

Karşılıklı olarak endüktif olarak bağlanmış veya manyetik olarak bağlanmış iki cihaz, bir tel diğer telin uçlarında bir voltaj indüklediğinde akımdaki değişikliğin elektromanyetik indüksiyonla üretileceği şekilde tasarlanmıştır. Bunun nedeni karşılıklı endüktanstır.
Endüktif kuplaj kablosuz olarak çalışabilmesinin yanı sıra darbelere karşı dayanıklılığı nedeniyle de tercih edilmektedir.

Rezonant endüktif bağlantı, endüktif bağlantı ve rezonansın bir kombinasyonudur. Rezonans kavramını kullanarak iki nesnenin birbirinin sinyallerine bağlı olarak çalışmasını sağlayabilirsiniz.

Yukarıdaki diyagramdan da görülebileceği gibi rezonans bobinin endüktansı tarafından sağlanmaktadır. Kondansatör sargıya paralel olarak bağlanır. Enerji, bobini çevreleyen manyetik alan ile manyetik alan arasında ileri geri hareket edecektir. Elektrik alanı kapasitörün etrafında. Burada radyasyon kayıpları minimum düzeyde olacaktır.

Kablosuz iyonize iletişim kavramı da vardır.

Uygulanabilir de ama biraz daha çaba gerektiriyor. Bu teknik doğada zaten mevcuttur, ancak 2,11 M/m'den yüksek bir manyetik alan gerektirdiğinden uygulanması pek mümkün değildir. Isı enerjisini, özellikle özel toplayıcıların yardımıyla çok uzak mesafelere gönderen ve ileten bir girdap jeneratörünün geliştiricisi olan parlak bilim adamı Richard Walras tarafından geliştirilmiştir. Böyle bir bağlantının en basit örneği yıldırımdır.

Avantajlar ve dezavantajlar

Elbette bu buluşun kablolu yöntemlere göre avantajları ve dezavantajları vardır. Sizi bunları düşünmeye davet ediyoruz.

Avantajları şunları içerir:

1. Tellerin tamamen yokluğu;
2. Güç kaynağına gerek yok;
3. Pil ihtiyacı ortadan kalkar;
4. Enerji daha verimli bir şekilde aktarılır;
5. Önemli ölçüde daha az bakım gerektirir.

Dezavantajları aşağıdakileri içerir:

• Mesafe sınırlıdır;
• manyetik alanlar insanlar için o kadar da güvenli değil;
• mikrodalgalar veya diğer teoriler kullanılarak elektriğin kablosuz iletimi evde ve kendi ellerinizle neredeyse imkansızdır;
• yüksek kurulum maliyeti.

Tarihe inanılacak olursa, Tesla'nın yeterli mali kaynak eksikliği nedeniyle devrim niteliğindeki teknolojik proje donduruldu (bu sorun, bilim adamının Amerika'da çalıştığı neredeyse her zaman peşini bırakmadı). Genel olarak konuşursak, onun üzerindeki ana baskı, Tesla alternatif akım üzerinde çalışırken (“Akımların Savaşı” olarak adlandırılan) doğru akım teknolojisini teşvik eden başka bir mucit olan Thomas Edison ve şirketlerinden geliyordu. Tarih her şeyi yerine koydu: Artık şehir elektrik şebekelerinde neredeyse her yerde alternatif akım kullanılıyor, ancak geçmişin yankıları bu güne kadar devam ediyor (örneğin, kötü şöhretli Hyundai trenlerinin arızalarının belirtilen nedenlerinden biri doğrudan elektrik kullanımıdır). Ukrayna demiryolunun bazı bölümlerindeki mevcut elektrik hatları).

Nikola Tesla'nın elektrikle ilgili deneylerini gerçekleştirdiği Wardenclyffe Kulesi (1094'ten fotoğraf)

Wardenclyffe Tower'a gelince, efsaneye göre Tesla, ana yatırımcılardan biri olan J.P. Dünyanın ilk Niagara hidroelektrik santralinin ve bakır tesislerinin (bildiğiniz gibi bakır tellerde kullanılıyor) hissedarı olan Morgan, kablosuz akım iletimi için çalışan bir kurulum, maliyeti tüketiciler için (eğer bu tür tesisler inşa edilmişse) endüstriyel ölçekte) projeyi finanse etmeyi bıraktıktan sonra tüketiciler için çok daha ucuz. Ne olursa olsun kablosuz enerji iletimi konusunda ciddi olarak ancak 90 yıl sonra, 2007 yılında konuşmaya başladılar. Elektrik hatlarının şehir merkezinden tamamen kaybolmasına henüz çok varken, mobil cihazınız için kablosuz şarj gibi hoş küçük şeyler artık mevcut.

İlerleme fark edilmeden arttı

En az iki yıl önceki BT haber arşivlerine bakarsak, bu tür koleksiyonlarda yalnızca belirli şirketlerin kablosuz şarj cihazları geliştirdiğine dair nadir raporlar bulacağız ve bitmiş ürünler ve çözümler hakkında tek bir kelime bile bulamayız (hariç) temel prensipler ve genel şemalar). Günümüzde kablosuz şarj artık süper orijinal veya kavramsal bir şey değil. Bu tür cihazlar var gücüyle satılıyor (örneğin, LG, şarj cihazlarını MWC 2013'te gösterdi), elektrikli araçlar için test ediliyor (Qualcomm bunu yapıyor) ve hatta halka açık yerlerde (örneğin, bazı Avrupa tren istasyonlarında) kullanılıyor. ). Üstelik bu tür güç aktarımına yönelik çeşitli standartlar halihazırda mevcuttur ve çeşitli ittifaklar bunları teşvik edip geliştirmektedir.

Arka kablosuz şarj etme mobil cihazlar, biri telefonda, diğeri şarj cihazının kendisinde bulunan benzer bobinlere yanıt verir

Bu tür standartların en ünlüsü, HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung, Sony gibi tanınmış şirketleri ve diğer yüzlerce kuruluşu içeren Kablosuz Güç Konsorsiyumu tarafından geliştirilen Qi standardıdır. Bu konsorsiyum, çeşitli üreticilerin cihazları için evrensel bir şarj cihazı oluşturmak amacıyla 2008 yılında düzenlendi. markalar. Çalışmasında standart, baz istasyonu ağdan alternatif akım beslendiğinde elektromanyetik alan oluşturan bir endüksiyon bobininden oluştuğunda manyetik indüksiyon prensibini kullanır. Şarj edilen cihaz, bu alana tepki veren ve içinden alınan enerjiyi enerjiye dönüştürebilen benzer bir bobin içerir. DC Pili şarj etmek için kullanılır (çalışma prensibi hakkında daha fazla bilgiyi http://www.wirelesspowerconsortium.com/what-we-do/how-it-works/ konsorsiyum web sitesinde bulabilirsiniz). Ayrıca Qi, şarj cihazları ile şarj cihazları arasında 2 kbps hızında, gerekli şarj miktarı ve gerekli işlemle ilgili verileri iletmek için kullanılan bir veri aktarım protokolünü destekler.

Günümüzde pek çok akıllı telefon Qi standardını kullanarak kablosuz şarjı desteklemektedir ve şarj cihazları bu standardı destekleyen tüm cihazlar için evrenseldir.

Qi'nin ayrıca ciddi bir rakibi var: AT&T, Duracell, Starbucks, PowerKiss ve Powermat Technologies'i içeren Power Matters Alliance. Bu isimler bilgi teknolojisi dünyasında ön sıralarda yer almaktan çok uzaktır (özellikle yeni bir teknoloji tanıtacağı için ittifak halinde olan Starbucks kahve zinciri) bu teknoloji), - özellikle enerji konularında uzmanlaşırlar. Bu ittifak, çok uzun zaman önce, Mart 2012'de IEEE (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) programlarından birinin bir parçası olarak kuruldu. Destekledikleri PMA standardı, iletkenlerden birindeki akım değiştiğinde veya iletkenlerin göreceli konumu değiştiğinde, elektromanyetik indüksiyonun (Qi tarafından kullanılan manyetik indüksiyonla karıştırılmaması gereken) özel bir örneği olan karşılıklı indüksiyon prensibi üzerinde çalışır. iletkenler değişir, ikinci iletkenin devresinden geçen manyetik akı değişir, birinci iletkendeki akımın oluşturduğu manyetik alanın oluşmasına neden olur elektrik hareket gücü ikinci iletkende ve (ikinci iletken kapalıysa) indüklenen akım. Tıpkı Qi'de olduğu gibi, bu akım daha sonra doğru akıma dönüştürülür ve aküye beslenir.

Peki, Samsung, Qualcomm, Ever Win Industries, Gill Industries, Peiker Acustic, SK Telecom, SanDisk vb.'yi içeren Kablosuz Güç İttifakını unutmayın. Bu kuruluş henüz hazır çözümler sunmadı, ancak aralarında Metalik olmayan yüzeylerde çalışacak ve bobin kullanmayacak yüklerin geliştirilmesi de dahil olmak üzere hedefler.

Alliance for Wireless Power'ın hedeflerinden biri, belirli bir konuma veya yüzey türüne bağlı kalmadan şarj edebilme yeteneğidir.

Yukarıdakilerin hepsinden basit bir sonuç çıkarabiliriz: Bir veya iki yıl sonra çoğunluk modern cihazlar geleneksel şarj cihazlarını kullanmadan şarj edebilecek. Kablosuz şarj gücü şimdilik esas olarak akıllı telefonlar için yeterli ancak bu tür cihazlar yakında tabletler ve dizüstü bilgisayarlar için de karşımıza çıkacak (Apple yakın zamanda iPad için kablosuz şarjın patentini aldı). Bu, cihazları boşaltma sorununun neredeyse tamamen çözüleceği anlamına gelir - cihazı belirli bir yere koyun veya yerleştirin ve çalışma sırasında bile şarj olur (veya güce bağlı olarak çok daha yavaş boşalır). Zamanla, hiç şüphe yok ki, etki alanları genişleyecek (şimdi cihazın dayandığı özel bir paspas veya stand kullanmak gerekiyor veya çok yakın olmalı) ve evrensel olarak arabalara, trenlere kurulacaklar. ve hatta muhtemelen uçaklar.

Peki, bir sonuç daha - büyük olasılıkla, aralarında başka bir format savaşından kaçınmak mümkün olmayacak farklı standartlar ve onları destekleyen ittifaklar.

Kablolardan kurtulacak mıyız?

Cihazların kablosuz şarj edilmesi elbette iyi bir şey. Ancak onunla birlikte ortaya çıkan yetkiler yalnızca belirtilen amaçlar için yeterlidir. Bu teknolojilerin yardımıyla, bırakın büyük bir aydınlatmayı, bir evi bile aydınlatmak bile mümkün değil. Ev aletleri. Bununla birlikte, elektriğin yüksek güçlü kablosuz iletimi üzerine deneyler sürüyor ve bunlar, diğer şeylerin yanı sıra, Tesla'nın malzemelerine dayanıyor. Bilim adamının kendisi, enerji iletimini radyo yayıncılığı ve yönlü kablosuz iletişim ile birleştirecek 30'dan fazla alıcı ve verici istasyonun dünya çapında kurulmasını önerdi (burada, büyük olasılıkla o zamanlar gelişmiş ülkeler kastedildi, ki bunlardan çok daha azı vardı) birçok şeyden kurtulmanıza olanak sağlayacak yüksek gerilim hatları güç aktarımı ve küresel ölçekte elektrik üreten şirketlerin birleşmesine katkıda bulundu.

Bugün sorunu çözmek için birkaç yöntem var kablosuz iletim enerji ama bunların hepsi şu ana kadar küresel anlamda önemsiz sonuçlara ulaşmamızı sağlıyor; Kilometreden bahsetmiyoruz bile. Ultrasonik, lazer ve elektromanyetik iletim gibi yöntemlerin önemli sınırlamaları vardır (kısa mesafeler, verici cihazların doğrudan görülebilmesinin gerekliliği, boyutları ve elektromanyetik dalgalar söz konusu olduğunda çok düşük verimlilik ve güçlü bir alanın sağlığa zarar vermesi). Bu nedenle, en umut verici gelişmeler manyetik alanın veya daha doğrusu rezonans alanının kullanımıyla ilişkilidir. manyetik etkileşim. Bunlardan biri, MIT profesörü Marin Soljacic ve birkaç meslektaşı tarafından kurulan WiTricity şirketi tarafından geliştirilen WiTricity'dir.

Böylece 2007 yılında 60 W'lık bir akımı 2 m mesafeye iletmeyi başardılar, bir ampul yakmak yeterliydi ve verim% 40 oldu. Ancak kullanılan teknolojinin yadsınamaz avantajı, pratikte canlılarla (yazarlara göre alan gücü, manyetik rezonans görüntüleme tarayıcısının çekirdeğinde hüküm sürenden 10 bin kat daha zayıf) veya tıbbi ekipmanlarla etkileşime girmemesiydi. (kalp pilleri vb.) veya diğer radyasyonla etkileşime girmez; bu, örneğin aynı Wi-Fi'nin çalışmasına müdahale etmeyeceği anlamına gelir.

En ilginç olanı, WiTricity sisteminin verimliliğinin sadece bobinlerin boyutu, geometrisi ve konfigürasyonu ile aralarındaki mesafeden değil, aynı zamanda tüketici sayısından da olumlu yönde etkilenmesidir. Verici “antenin” her iki tarafına 1,6 ila 2,7 m mesafeye yerleştirilen iki alıcı cihaz, tek tek cihazlardan %10 daha iyi verimlilik gösterdi; bu, birçok cihazı tek bir güç kaynağına bağlama sorununu çözüyor.

Alternatif elektrik akımı ilk ortaya çıktığında bir fantezi gibi görünüyordu. Mucidi, parlak fizikçi Nikola Tesla, 19. ve 20. yüzyılların başında elektriğin uzun mesafelerde kablosuz iletimi sorununu inceledi. Şu ana kadar bu sorun tam olarak çözülmedi ancak elde edilen sonuçlar cesaret verici.

Enerji Transferi için Ultrason

Yüksek frekanslı ses dalgaları da dahil olmak üzere her dalga enerji taşır. Elektriğin kablosuz iletimi için üç yaklaşım vardır:

• elektrik enerjisinin kaynakta başka bir enerji türüne dönüştürülmesi ve alıcı cihazda elektriğe ters dönüştürülmesi yoluyla aktarılması;
• alternatif elektrik iletkenlerinin (plazma kanalları, iyonize hava sütunları vb.) oluşturulması ve kullanılması;
• Dünya'nın litosferinin iletken özelliklerinin kullanılması.

Ultrason kullanma yöntemi ilk yaklaşıma aittir. Özel bir ultrason kaynağı tipinde, güç uygulandığında yönlendirilmiş bir ışın belirir ses dalgaları yüksek frekans. Alıcıya çarptığında ses dalgalarının enerjisi elektrik akımına dönüştürülür.

Elektriğin telsiz iletilmesi için maksimum mesafe 10 metredir. Sonuç, 2011 yılında Pensilvanya Üniversitesi temsilcileri tarafından “The All Things Digital” sergisindeki sunum sırasında elde edildi. Bu yöntem, bazı dezavantajları nedeniyle ümit verici sayılmamaktadır: düşük verimlilik, alınan düşük voltaj ve sıhhi standartlara göre ultrason radyasyonunun gücü üzerindeki kısıtlamalar.

Elektromanyetik indüksiyonun uygulanması

Çoğu insan bunun farkına bile varmasa da, bu yöntem çok uzun zamandır, neredeyse alternatif akımın ortaya çıkışından bu yana kullanılmaktadır. En yaygın AC transformatörü, elektriğin kablosuz iletimi için en basit cihazdır, ancak iletim mesafesi çok kısadır.

Transformatörün birincil ve ikincil sargıları aynı devreye bağlı değildir ve birincil sargıda alternatif akım aktığında, ikincilde bir elektrik akımı belirir. Enerji aktarımı elektromanyetik alan aracılığıyla gerçekleşir. Bu nedenle, bu kablosuz güç aktarımı yöntemi, enerjinin bir türden diğerine dönüştürülmesini kullanır.

Çalışması bu yönteme dayanan bir dizi cihaz halihazırda geliştirilmiş ve günlük yaşamda başarıyla kullanılmaktadır. Bunlar, cep telefonları ve diğer cihazlar için kablosuz şarj cihazlarını ve çalışma sırasında düşük güç tüketimine sahip elektrikli ev aletlerini içerir ( kompakt kameralar video gözetimi, her türlü sensör ve hatta LCD TV'ler).

Pek çok uzman, geleceğin elektrikli araçlarının pilleri şarj etmek veya hareket için elektrik üretmek için kablosuz teknolojileri kullanacağını savunuyor. Yollara endüksiyon bobinleri (bir transformatörün birincil sargısının analogları) kurulacaktır. Üzerinden bir araç geçtiğinde yerleşik alıcı bobinde bir elektrik akımının akmasına neden olacak alternatif bir elektromanyetik alan yaratacaklar. İlk deneyler zaten yapıldı ve elde edilen sonuçlar temkinli bir iyimserliğe yol açıyor.

Bu yöntemin avantajları şunları içerir:

• kısa mesafeler için yüksek verimlilik (birkaç metre civarında);
• tasarımın basitliği ve uzman uygulama teknolojisi;
• İnsan sağlığı için göreceli güvenlik.

Yöntemin dezavantajı - enerji aktarımının etkili olduğu kısa mesafe - elektromanyetik indüksiyona dayalı kablosuz elektriğin uygulama kapsamını önemli ölçüde azaltır.

Farklı mikrodalgaların kullanılması

Bu yöntem aynı zamanda farklı enerji türlerinin dönüştürülmesine de dayanmaktadır. Ultra yüksek frekanslı elektromanyetik dalgalar enerji taşıyıcıları olarak görev yapar. Bu yöntem ilk olarak geçen yüzyılın yirmili yıllarında Japon fizikçi ve radyo mühendisi Hidetsugu Yagi tarafından enstalasyonunda tanımlanmış ve pratik olarak uygulanmıştır. Kablosuz elektrik iletimi için radyo dalgalarının frekansı 2,4 ila 5,8 GHz arasındadır. Eş zamanlı olarak Wi-Fi dağıtan ve düşük güçlü elektrikli ev aletlerine güç sağlayan deneysel bir kurulum zaten test edildi ve olumlu geri bildirimler aldı.

Bir lazer ışını da elektromanyetik radyasyondur, ancak özel mülk- tutarlılık. İletim sırasındaki enerji kayıplarını azaltır ve dolayısıyla verimliliği artırır. Avantajları aşağıdakileri içerir:

• uzun mesafelerde iletim olasılığı (Dünya atmosferinde onlarca kilometre);
• düşük güçlü cihazlar için kolaylık ve kurulum kolaylığı;
• iletim sürecinin görsel kontrolünün mevcudiyeti - lazer ışını çıplak gözle görülebilir.

Lazer yönteminin dezavantajları da vardır: nispeten düşük verimlilik (%45−50), atmosferik olaylardan (yağmur, sis, toz bulutları) kaynaklanan enerji kayıpları ve verici ile alıcıyı görüş alanına yerleştirme ihtiyacı.

Güneş ışığının Dünya atmosferi dışındaki yoğunluğu, Dünya yüzeyindekinin onlarca katıdır. Bu nedenle gelecekte fütürologlara göre güneş enerjisi santralleri alçak Dünya yörüngesinde yer alacak. Ve onlara göre biriken elektriğin aktarımı canlı kablolar olmadan gerçekleştirilecek. Yıldırım deşarjlarını kopyalayan bir iletim yöntemi geliştirilip uygulanacak, havanın bir şekilde iyonize edilmesi planlanıyor. Ve bu yöndeki ilk deneyler zaten yapıldı. Bu yöntem, alternatif kablosuz elektrik akımı iletkenlerinin oluşturulmasına dayanmaktadır.

Dünya yörüngesinden bu şekilde elde edildi kablosuz elektrik dürtüseldir. Bu nedenle onun için pratik uygulama güçlü ve ucuz kapasitörlere ihtiyaç duyulacak ve bunları kademeli olarak boşaltmanın bir yönteminin geliştirilmesi gerekecektir.

En etkili yöntem

Dünya Gezegeni çok büyük bir kapasitördür. Litosfer, küçük alanlar dışında esas olarak elektriği iletir. Yerkabuğunun içinden kablosuz enerji aktarımının gerçekleşebileceğine dair bir teori var. İşin özü şu: akım kaynağı yer yüzeyi ile güvenilir bir şekilde temas halindedir, belirli bir frekanstaki alternatif akım kaynaktan kabuğa akar ve her yöne yayılır ve zeminde belirli aralıklarla elektrik akımı alıcıları yerleştirilir, buradan tüketicilere iletilmektedir.

Teorinin özü, yalnızca belirli bir frekanstaki akımı kabul etmek ve kullanmaktır. Tıpkı bir radyo alıcısında radyo dalgalarının alınma frekansı ayarlandığı gibi, bu tür elektrik alıcılarında da alınan akımın frekansı ayarlanacaktır. Teorik olarak bu yöntem, eğer alternatif akımın frekansı birkaç Hz mertebesinde düşükse, elektriği çok uzun mesafelere iletebilecektir.

Elektriğin kablosuz iletimi için beklentiler

İÇİNDE yakın gelecek Elektriği onlarca metreye aktarma işlevine sahip yönlendiricilerden oluşan bir PoWiFi sisteminin günlük hayata büyük bir giriş yapması bekleniyor ve Ev aletleri Radyo dalgalarından elektrik alarak çalışırlar. Böyle bir sistem şu an aktif olarak test edilmekte ve yaygın kullanıma hazırlanmaktadır. Ayrıntılar açıklanmadı, ancak mevcut bilgilere göre "lezzet", kablosuz elektrik kaynağının ve alıcısının elektromanyetik alanlarının senkronizasyonunun kullanılmasıdır.

Çok uzun vadede, küresel ölçekte geleneksel enerji santrallerinin kullanımından vazgeçme seçeneği değerlendiriliyor. Güneş istasyonları alçak Dünya yörüngesinde kullanılacak Güneş ışığının enerjisinin elektrik enerjisine dönüştürülmesi. Elektrik muhtemelen iyonize hava veya plazma kanalları aracılığıyla gezegenin yüzeyine iletilecek. Ve dünya yüzeyinde geleneksel enerji hatları ortadan kalkacak, yerlerini litosfer yoluyla elektriği iletmek için daha kompakt ve verimli sistemler alacak.

Elektrik dağıtımına yönelik kablosuz iletim, konektörün fiziksel temasına dayanan endüstrilerde ve uygulamalarda büyük ilerlemeler sağlama yeteneğine sahiptir. Bu da güvenilmez olabilir ve başarısızlığa yol açabilir. Kablosuz güç iletimi ilk olarak 1890'larda Nikola Tesla tarafından gösterildi. Ancak teknolojiden gerçek dünya uygulamaları için gerçek, somut faydalar sunacak noktaya gelmesi ancak son on yılda gerçekleşti. Özellikle pazar için rezonanslı bir kablosuz güç sisteminin geliştirilmesi tüketici elektroniği endüktif şarjın milyonlarca günlük cihaza yeni kolaylık seviyeleri getirdiğini gösterdi.

Söz konusu güç birçok terimle yaygın olarak bilinmektedir. Endüktif iletim, kuplaj, rezonans dahil Kablosuz ağ ve aynı voltaj dönüşü. Bu koşulların her biri esasen aynı temel süreci tanımlar. Elektrik veya gücün güç kaynağından yük voltajına konnektörler olmadan hava boşluğu aracılığıyla kablosuz iletimi. Temel iki bobindir - bir verici ve bir alıcı. Birincisi, bir manyetik alan oluşturmak için alternatif bir akım tarafından uyarılır, bu da ikincisinde bir voltajı indükler.

Söz konusu sistem nasıl çalışmaktadır?

Kablosuz gücün temelleri, salınımlı bir manyetik alan aracılığıyla enerjinin bir vericiden alıcıya dağıtılmasını içerir. Bunu başarmak için güç kaynağı tarafından sağlanan doğru akım, yüksek frekanslı alternatif akıma dönüştürülür. Vericiye yerleştirilmiş özel olarak tasarlanmış elektroniklerin kullanılması. Alternatif akım, dağıtıcıdaki bir manyetik alan oluşturan bakır tel bobinini harekete geçirir. İkinci (alıcı) sargı yakına yerleştirildiğinde. Manyetik alan, alıcı bobinde alternatif bir akımı indükleyebilir. İlk cihazdaki elektronikler daha sonra AC'yi tekrar DC'ye dönüştürür ve bu da güç girişi olur.

Kablosuz güç iletim devresi

"Şebeke" voltajı bir AC sinyaline dönüştürülür ve bu daha sonra bir elektronik devre aracılığıyla verici bobinine gönderilir. Dağıtıcı sargısından geçen akım bir manyetik alan oluşturur. Bu da göreceli olarak yakında bulunan alıcı bobine yayılabilir. Manyetik alan daha sonra alıcı sargısından akan bir akım üretir. Enerjinin verici ve alıcı bobinler arasında yayıldığı süreç aynı zamanda manyetik veya rezonans bağlantısı olarak da adlandırılır. Ve bu, aynı frekansta çalışan her iki sargı kullanılarak elde edilir. Alıcı bobinden akan akım, alıcı devresi tarafından DC akıma dönüştürülür. Daha sonra cihaza güç sağlamak için kullanılabilir.

Rezonans ne anlama geliyor?

Verici ve alıcı bobinler aynı frekansta rezonansa girerse, enerjinin (veya gücün) iletilebileceği mesafe artar. Tıpkı bir diyapazonun belirli bir yükseklikte salınması ve maksimum genliğe ulaşabilmesi gibi. Bu, bir nesnenin doğal olarak titreştiği frekansı ifade eder.

Kablosuz iletimin avantajları

Faydaları nelerdir? Artıları:

• Düz konnektörlerin bakımıyla ilgili maliyetleri azaltır (geleneksel endüstriyel kayar halkada olduğu gibi);
• yaygın elektronik cihazların şarj edilmesinde daha fazla kolaylık;
• hermetik olarak kapalı kalması gereken uygulamalara güvenli aktarım;
• elektronikler tamamen gizlenebilir, böylece oksijen ve su gibi elementlerden kaynaklanan korozyon riski azalır;
• Dönen, son derece hareketli endüstriyel ekipmanlara güvenilir ve tutarlı güç dağıtımı;
• Islak, kirli ve hareketli ortamlarda kritik sistemlere güvenilir güç aktarımı sağlar.

Başvuru ne olursa olsun tasfiye fiziksel bağlantı geleneksel kablolu güç konnektörlerine göre çok sayıda avantaj sağlar.

Söz konusu enerji transferinin verimliliği

Kablosuz güç sisteminin genel verimliliği, performansını belirleyen en önemli faktördür. Sistem verimliliği, güç kaynağı (yani duvar prizi) ile alıcı cihaz arasında aktarılan güç miktarını ölçer. Bu da şarj hızı ve yayılma aralığı gibi hususları belirler.

Kablosuz iletişim sistemleri, bobin konfigürasyonu ve tasarımı, iletim mesafesi gibi faktörlere bağlı olarak verimlilik düzeylerine göre değişiklik göstermektedir. Daha az verimli bir cihaz daha fazla emisyon üretecek ve daha az gücün geçmesine neden olacaktır. alıcı. Tipik olarak akıllı telefonlar gibi cihazlar için kablosuz güç iletim teknolojileri %70 performansa ulaşabiliyor.

Verimlilik nasıl ölçülür?

Yani güç kaynağından alıcı cihaza aktarılan güç miktarı (yüzde olarak). Yani, bir akıllı telefon için %80 verimliliğe sahip kablosuz güç aktarımı, giriş gücünün %20'sinin duvar prizi ile şarj edilen cihazın pili arasında kaybolduğu anlamına gelir. İşletme verimliliğini ölçme formülü şu şekildedir: verimlilik = giden doğru akım, gelene bölünür, elde edilen sonuç %100 ile çarpılır.

Elektriği iletmenin kablosuz yöntemleri

Güç, söz konusu ağ üzerinden, bunlarla sınırlı olmamak üzere hemen hemen tüm metalik olmayan malzemelere yayılabilir. Bunlara ahşap, plastik, tekstil, cam ve tuğla gibi katıların yanı sıra gazlar ve sıvılar da dahildir. Metalik veya elektriksel olarak iletken bir malzeme (yani elektromanyetik alanın yakınına yerleştirildiğinde, nesne ondan güç çeker ve bunun sonucunda ısınır. Bu da sistemin verimliliğini etkiler. İndüksiyonla pişirme bu şekilde çalışır) örneğin ocaktan gelen verimsiz güç aktarımı yemek pişirmek için ısı yaratır.

Kablosuz güç aktarım sistemi oluşturmak için konunun köklerine dönmek gerekiyor. Veya daha doğrusu, çeşitli materyalist iletkenler olmadan güç alabilen bir jeneratör yaratan ve patentini alan başarılı bilim adamı ve mucit Nikola Tesla'ya. Yani, kablosuz bir sistem uygulamak için her şeyi toplamanız gerekir. önemli unsurlar ve parçalar, sonuç küçük olacaktır. Bu, etrafındaki havada yüksek voltajlı bir elektrik alanı oluşturan bir cihazdır. Aynı zamanda küçük bir giriş gücü vardır, uzak mesafeye kablosuz enerji aktarımı sağlar.

En iyilerinden biri önemli yollar enerji aktarımı endüktif bağlantıdır. Esas olarak yakın alan için kullanılır. Akım bir telden geçtiğinde diğerinin uçlarında bir voltajın indüklenmesiyle karakterize edilir. Güç aktarımı iki malzeme arasındaki karşılıklılık yoluyla gerçekleşir. Genel örnek- bu bir transformatör. Bir fikir olarak mikrodalga enerji iletimi William Brown tarafından geliştirildi. Bütün konsept, AC gücünün RF gücüne dönüştürülmesini ve uzayda iletilmesini ve alıcıda yeniden AC gücüne iletilmesini içerir. Bu sistemde mikrodalga enerji kaynakları kullanılarak gerilim üretilmektedir. Klistron gibi. Ve bu güç, yansıyan güce karşı koruma sağlayan bir dalga kılavuzu aracılığıyla iletilir. Ayrıca mikrodalga kaynağının empedansını diğer unsurlarla eşleştiren bir ayarlayıcı. Alıcı bölüm bir antenden oluşur. Mikrodalga gücünü ve empedans ve filtre eşleştirme devresini kabul eder. Bu alıcı anten, doğrultucu cihazla birlikte bir çift kutuplu olabilir. Benzer özelliklere sahip bir çıkış sinyaline karşılık gelir sesli bildirim doğrultucu bloğu. Alıcı bloğu da sinyali DC alarmına dönüştürmek için kullanılan diyotlardan oluşan benzer bir bölümden oluşur. Bu iletim sistemi 2 GHz ila 6 GHz aralığındaki frekansları kullanır.

Benzer manyetik salınımları kullanan bir jeneratör kullanarak elektriğin kablosuz iletimi. Sonuç olarak, bu cihaz üç transistör sayesinde çalıştı.

Gücü, alıcı uçta elektrik enerjisine dönüştürülen ışık enerjisi biçiminde iletmek için bir lazer ışınının kullanılması. Malzemenin kendisi, Güneş veya herhangi bir elektrik jeneratörü gibi kaynakları kullanarak güç alır. Ve buna göre yüksek yoğunlukta odaklanmış ışık gerçekleştirir. Işının boyutu ve şekli optik seti tarafından belirlenir. Ve iletilen bu lazer ışığı, onu elektrik sinyallerine dönüştüren fotovoltaik hücreler tarafından alınır. İletim için genellikle fiber optik kablolar kullanılır. Temel bir güneş enerjisi sisteminde olduğu gibi, lazer tabanlı yayılımda kullanılan alıcı, bir dizi fotovoltaik hücre veya bir güneş panelidir. Bunlar da başıboş dolaşmayı elektriğe dönüştürebilir.

Cihazın temel özellikleri

Tesla bobininin gücü elektromanyetik indüksiyon adı verilen bir süreçten gelir. Yani değişen bir alan potansiyel yaratır. Akımın geçmesine neden olur. Elektrik bir tel bobinden aktığında, bobinin etrafındaki alanı belirli bir şekilde dolduran bir manyetik alan üretir. Diğer bazı deneylerden farklı olarak yüksek voltaj Tesla bobini birçok teste ve teste dayandı. Süreç oldukça emek yoğun ve zaman alıcıydı ancak sonuç başarılı oldu ve bu nedenle bilim adamı tarafından başarıyla patentlendi. Belirli bileşenleriniz varsa böyle bir bobin oluşturabilirsiniz. Uygulama için aşağıdaki malzemelere ihtiyacınız olacak:

1. uzunluk 30 cm PVC (ne kadar uzun olursa o kadar iyi);
2. emaye bakır tel (ikincil tel);
3. taban için huş tahtası;
4. 2222A transistör;
5. bağlantı (birincil) tel;
6. direnç 22 kOhm;
7. anahtarlar ve bağlantı kabloları;
8. pil 9 volt.

Tesla cihazının uygulama aşamaları

İlk önce küçük bir yuva yerleştirmeniz gerekir. Üst kısmı telin bir ucunu etrafına sarmak için tüp. Bobini yavaş ve dikkatli bir şekilde sarın, kabloların üst üste gelmemesine veya boşluk oluşturmamasına dikkat edin. Bu adım en zor ve meşakkatli kısımdır ancak harcanan zaman oldukça kaliteli ve iyi bir makara ortaya çıkaracaktır. Her 20 turda bir, sarımın etrafına maskeleme bandı halkaları yerleştirilir. Bariyer görevi görüyorlar. Bobinin çözülmeye başlaması durumunda. İşiniz bittiğinde, ambalajın üst ve alt kısmına kalın bir bant sarın ve üzerine 2 veya 3 kat emaye püskürtün.

Daha sonra birincil ve ikincil pili pile bağlamanız gerekir. Bundan sonra transistörü ve direnci açın. Daha küçük sargı birincil sargıdır ve daha uzun sargı ikincil sargıdır. Ayrıca borunun üstüne bir alüminyum küre de takabilirsiniz. Ayrıca, ikincilin açık ucunu, anten görevi görecek olan ilave olana bağlayın. Açılırken ikincil cihaza dokunmamak için her şeyin büyük bir dikkatle yapılması gerekir.

Bağımsız olarak kullanıldığında yangın riski vardır. Anahtarı çevirmeniz, kablosuz güç iletim cihazının yanına bir akkor lamba takmanız ve ışık gösterisinin keyfini çıkarmanız gerekiyor.

Güneş enerjisi sistemi ile kablosuz iletim

Geleneksel kablolu enerji uygulama konfigürasyonları genellikle dağıtılmış cihazlar ve tüketici birimleri arasında kablolar gerektirir. Bu durum sistem kablo maliyetlerinin maliyeti gibi birçok kısıtlama yaratmaktadır. İletimde meydana gelen kayıplar. Ve ayrıca dağıtımda israf. İletim hattı direnci tek başına üretilen enerjinin yaklaşık %20-30'unun kaybına neden olur.

En modern kablosuz enerji iletim sistemlerinden biri, güneş enerjisinin kullanılarak iletilmesine dayanmaktadır. mikrodalga fırın veya lazer ışını. Uydunun bulunduğu yer sabit yörünge ve fotovoltaik hücrelerden oluşur. Dönüşüyorlar Güneş ışığı Mikrodalga jeneratörünü çalıştırmak için kullanılan elektrik akımına dönüştürülür. Ve buna göre mikrodalgaların gücünün farkına varır. Bu voltaj radyo iletişimi kullanılarak iletilir ve baz istasyonunda alınır. Bir anten ve bir doğrultucunun birleşimidir. Ve tekrar elektriğe dönüştürülür. AC veya DC gücü gerektirir. Uydu, 10 MW'a kadar radyo frekansı gücü iletebilmektedir.

DC dağıtım sisteminden bahsedersek bu bile imkansızdır. Çünkü bu, güç kaynağı ile cihaz arasında bir konektör gerektirir. Ortada bir resim var: Tamamen kablolardan arındırılmış, AC gücünü evlere kablosuz olarak ulaştırabileceğiniz bir sistem. ek cihazlar. Cep telefonunuzu fiziksel olarak bir prize bağlanmanıza gerek kalmadan şarj etmenin mümkün olduğu yer. Elbette böyle bir sistem mümkündür. Ve birçok modern araştırmacı, elektriği uzaktan kablosuz olarak iletmenin yeni yöntemlerini geliştirmenin rolünü incelerken, modernize edilmiş bir şey yaratmaya çalışıyor. Ekonomik bileşen açısından bakıldığında, bu tür cihazların her yere tanıtılması ve standart elektriğin doğal elektrikle değiştirilmesi devletler için pek karlı olmayacaktır.

Kablosuz sistemlerin kökenleri ve örnekleri

Bu kavram aslında yeni değil. Bütün bu fikir 1893'te Nicholas Tesla tarafından geliştirildi. Kablosuz iletim tekniklerini kullanarak vakum tüplerini aydınlatan bir sistem geliştirdiğinde. Maddi biçimde ifade edilen çeşitli yük kaynakları olmadan dünyanın var olacağını hayal etmek imkansızdır. Cep telefonlarının, ev robotlarının, MP3 çalarların, bilgisayarların, dizüstü bilgisayarların ve diğer taşınabilir aygıtların bağımsız olarak şarj edilmesini mümkün kılmak ek bağlantılar, kullanıcıları sürekli kablolardan kurtarır. Bu cihazlardan bazıları gerektirmeyebilir bile büyük miktar elementler. Kablosuz enerji aktarımının tarihi, esas olarak Tesla, Volta ve diğerlerinin gelişmeleri sayesinde oldukça zengindir, ancak bugün bu yalnızca fizik bilimindeki veriler olarak kalmaktadır.

Temel prensip AC gücünü enerjiye dönüştürmektir. sabit basınç doğrultucular ve filtreler kullanarak. Ve sonra - orijinal değere dönmek için yüksek frekans invertörler kullanıyor. Bu düşük voltajlı, yüksek dalgalı AC gücü daha sonra birincil transformatörden ikincil transformatöre aktarılır. Doğrultucu, filtre ve regülatör kullanarak DC gerilime dönüştürür. AC sinyali akımın sesi nedeniyle doğrudan hale gelir. Ayrıca köprü doğrultucu bölümünün kullanımı. Ortaya çıkan DC sinyali sargıdan geçer geri bildirim Bir osilatör devresi görevi gören. Aynı zamanda transistörü soldan sağa doğru birincil dönüştürücüye iletmeye zorlar. Akım geri besleme sargısından geçtiğinde, transformatörün primerine sağdan sola yönde karşılık gelen bir akım akar.

Ultrasonik enerji aktarımı yöntemi bu şekilde çalışır. Sinyal, AC alarmının her iki yarım döngüsü için de birincil dönüştürücü aracılığıyla üretilir. Sesin frekansı, jeneratör devrelerinin salınımlarının niceliksel göstergelerine bağlıdır. Bu AC sinyali transformatörün sekonder sargısında görünür. Ve başka bir nesnenin birincil dönüştürücüsüne bağlandığında AC voltajı 25 kHz'dir. Düşürücü transformatörde bunun üzerinden bir okuma belirir.

Bu AC voltajı bir köprü doğrultucu kullanılarak eşitlenir. Daha sonra LED'i çalıştırmak için 5V'luk bir çıkış üretmek üzere filtrelendi ve düzenlendi. Kapasitörden gelen 12V çıkış voltajı, DC fan motorunu çalıştıracak şekilde güç sağlamak için kullanılır. Yani fizik açısından elektrik iletimi oldukça gelişmiş bir alandır. Bununla birlikte, uygulamanın gösterdiği gibi, kablosuz sistemler tam olarak geliştirilmemiştir ve iyileştirilmemiştir.

Herkes Nikola Tesla'nın alternatif akım ve transformatör gibi her yerde bulunan şeylerin mucidi olduğunu biliyor. Ancak tüm bilim insanları Tesla'nın diğer icatlarına aşina değil.

Alternatif akım kullanıyoruz. Transformatör kullanıyoruz. Herhangi bir dairede. Bu icatlar olmadan birinin nasıl yapabileceğini hayal etmek zor. Peki bunları NASIL kullanıyoruz? Tesla, bildiğimiz bu şeyleri (bize öyle geliyor ki) tamamen farklı bir şekilde kullandı. Herhangi bir elektrikli cihazı ağa nasıl bağlarız? Bir çatalla - yani. iki iletken. Yalnızca bir iletken bağlarsak akım olmaz - devre kapalı değildir.

Tesla, gücün tek bir iletken üzerinden iletilmesinin etkisini gösterdi. Üstelik diğer deneylerde elektriği hiçbir kablo olmadan iletiyordu. 19. yüzyılın sonunda büyük mucit, elektrik enerjisini 40 kilometreden fazla mesafeye kablosuz olarak iletmeyi başardı. Bu meşhur Tesla deneyi henüz tekrarlanmadığından okuyucularımız bu hikayenin detaylarıyla da mutlaka ilgilenecektir. mevcut durum elektrik enerjisinin kablosuz olarak iletilmesindeki sorunlar.

Amerikalı mucit Sırp doğumlu Nikola Tesla'nın biyografisi oldukça iyi biliniyor ve üzerinde durmayacağız. Ancak hemen açıklığa kavuşturalım: Tesla, benzersiz deneyini göstermeden önce, ilk olarak 1892'de Londra'da ve bir yıl sonra Philadelphia'da uzmanların huzurunda, ikinci kutbun topraklamasını kullanmadan elektrik enerjisini tek bir tel üzerinden iletme olasılığını gösterdi. enerji kaynağından.

Ve sonra Dünya'yı tek kablo olarak kullanma fikri aklına geldi! Ve aynı yıl dernek kongresinde elektrikli aydınlatma St. Lewis'te gösterdi elektrik lambaları, kurşun kablolar olmadan yanma ve bağlantı olmadan çalışma elektrik ağı elektrik motoru Bu sıradışı sergiye ilişkin şu yorumu yaptı: “Sürekli düşüncelerimi meşgul eden, hepimizi ilgilendiren bir fikir hakkında birkaç söz. Sinyalleri ve enerjiyi herhangi bir mesafeye kablosuz olarak iletmeyi kastediyorum. Elektrik titreşimlerinin tek bir iletken aracılığıyla iletilebileceğini zaten biliyoruz. Neden Dünya'yı bu amaç için kullanmıyorsunuz? Eğer Dünya'nın elektrik yükünün, zıt yüklü bir devrenin etkisiyle bozulduğundaki salınım periyodunu belirleyebilirsek, bu, tüm insanlığın yararına olacak son derece önemli bir gerçek olacaktır."

Böylesine muhteşem bir gösteriyi gören J. Westinghouse ve J. P. Morgan gibi ünlü oligarklar, bu gelecek vaat eden işe bir milyon dolardan fazla yatırım yaptılar ve patentlerini Tesla'dan satın aldılar (bu arada, o zamanlar çok büyük para!). Bu fonlarla 19. yüzyılın 90'lı yıllarının sonlarında Tesla, Colorado Springs'te benzersiz laboratuvarını kurdu. Tesla'nın laboratuvarındaki deneylerle ilgili ayrıntılı bilgi, biyografi yazarı John O'Neill'in “Electric Prometheus” adlı kitabında sunulmaktadır (ülkemizde çevirisi 1979'da 4-11 sayılı “Mucit ve Yenilikçi” dergisinde yayınlanmıştır). . Daha sonraki baskılara atıfta bulunmamak için burada sadece kısa bir alıntı yapacağız: “Colorado Springs'te Tesla, elektriğin kablosuz iletiminin ilk testlerini gerçekleştirdi. Dev bir vibratörün çalışması sırasında, laboratuvarından 42 kilometre uzakta bulunan 200 akkor ampulü, Dünya'dan çektiği akımla çalıştırabildi. Her bir güç 50 watt olduğundan toplam enerji tüketimi 10 kW veya 13 hp idi. Tesla, daha güçlü bir vibratörün yardımıyla, dünyanın dört bir yanına dağılmış, her biri 200 ampulden oluşan bir düzine elektrik çelenkini yakabileceğine ikna olmuştu."

Tesla, bu deneylerin başarısından o kadar ilham almıştı ki, genel basında, 1903'te yapılması planlanan Paris'teki Dünya Endüstri Fuarı'nı Niagara Şelalesi'nde bulunan bir elektrik santralinden elde edilen enerjiyle aydınlatmayı planladığını duyurdu. Paris'e kablosuz olarak iletildi. Mucidin çok sayıda fotoğrafından ve görgü tanıklarının ve yardımcılarının açıklamalarından, bunun 42 kilometre boyunca kablosuz olarak iletilen bir enerji jeneratörü olduğu biliniyor (ancak bu tamamen gazetecilik bir terimdir: bunda Dünya olan bir tel mevcuttur) devre ve bu hem Tesla'nın kendisi hem de biyografi yazarı tarafından doğrudan belirtilmiştir).

Tesla'nın vibratör olarak adlandırdığı şey, 25 metre çapında bir çit üzerine birkaç tur sarılı kalın telden oluşan bir birincil sargıya ve bunun içine bir tel üzerinde yerleştirilen çok turlu tek katmanlı bir ikincil sargıya sahip olan sisteminin dev bir transformatörüydü. dielektrik silindiri. Birincil sargı, bir kapasitör, bir endüksiyon bobini ve bir kıvılcım aralığı ile birlikte bir salınımlı devre frekans dönüştürücüyü oluşturdu. Laboratuvarın ortasında bulunan transformatörün üzerinde, üzerinde büyük bir bakır top bulunan, 60 metre yüksekliğinde ahşap bir kule yükseliyordu. Transformatörün sekonder sargısının bir ucu bu topa bağlandı, diğer ucu ise topraklandı. Cihazın tamamı ayrı bir 300 hp dinamoyla çalıştırılıyordu. İçinde 150 kilohertz frekansında (dalga boyu 2000 metre) elektromanyetik salınımlar heyecanlandı. Yüksek voltaj devresindeki çalışma voltajı 30.000 V idi ve topun rezonans potansiyeli 100.000.000 V'a ulaşarak onlarca metre uzunluğunda yapay yıldırım üretti! Biyografi yazarı Tesla'nın vibratörünün çalışmasını şu şekilde açıklıyor: "Aslında Tesla, Dünya'ya bir elektron akışı "pompaladı" ve oradan çıkardı. Pompalama frekansı 150 kHz idi. Colorado Springs'ten giderek daha uzağa eşmerkezli daireler halinde yayılan elektrik dalgaları, daha sonra Dünya üzerinde taban tabana zıt bir noktada birleşti. Büyük genlikli dalgalar, Colorado'da yükselen dalgalarla uyum içinde yükselip alçaldı. Böyle bir dalga düştüğünde, elektrikli bir vibratörün dalgayı güçlendirdiği Colorado'ya bir elektrik yankısı gönderdi ve hızla geri döndü.

Eğer Dünya'nın tamamını elektriksel titreşim durumuna getirirsek, yüzeyinin her noktasında bize enerji sağlanacak. Elektrik direkleri arasında hızla ilerleyen dalgalardan onu yakalamak mümkün olacak basit cihazlar beğenmek salınım devreleri radyolarda, yalnızca topraklanmış ve kırsal bir kulübenin yüksekliğinde küçük antenlerle donatılmış. Bu enerji, Tesla'nın kablo gerektirmeyen boru şeklindeki lambalarını kullanarak evleri ısıtacak ve aydınlatacak. AC motorlar yalnızca frekans dönüştürücülere ihtiyaç duyacaktır.”

Tesla'nın elektriği kablosuz olarak iletme deneylerine ilişkin bilgiler, diğer araştırmacılara bu alanda çalışma konusunda ilham verdi. Benzer deneylerin raporları geçen yüzyılın başında basında sıklıkla yer aldı. Bu bağlamda A.M.'nin bir makalesinden bir alıntıya değinmeye değer. Gorky'nin 1930'da yayınlanan "Zanaat Üzerine Konuşmalar" adlı eseri: "Bu yıl Marconi, Cenova'dan Avustralya'ya hava yoluyla elektrik akımı iletti ve Sidney'deki bir sergide orada elektrik lambalarını yaktı. Aynı şey 27 yıl önce burada, Rusya'da yazar ve bilim adamı M.M. Birkaç yıl boyunca elektrik akımını hava yoluyla iletmek için çalışan ve sonunda Tsarskoe Selo'daki St. Petersburg'dan bir avize yakan Filippov ( yani 27 kilometre uzaklıkta. -V.P.). O dönemde buna gereken önem verilmedi ancak birkaç gün sonra Filippov evinde ölü bulundu ve polis, onun cihazlarına ve evraklarına el koydu.”

Tesla'nın deneyleri, eğitim olarak mühendis olan başka bir yazar olan Alexei Tolstoy üzerinde de büyük bir etki yarattı. Tesla ve ardından Marconi, cihazlarının dünya dışı, görünüşe göre Mars kökenli garip sinyaller aldığını yazılı olarak bildirdiklerinde, bu, yazara bilim kurgu romanı "Aelita"yı yazma konusunda ilham verdi. Romanda Marslılar, Tesla'nın buluşunu kullanarak, Mars'ın kutuplarındaki enerji santrallerinden aldıkları enerjiyi kablosuz olarak gezegenin herhangi bir yerine aktarıyorlar. Bu enerji uçan gemilerin motorlarına ve diğer mekanizmalara güç sağlar. Ancak kendinizinkini inşa etmek için dünya sistemi» nüfusa elektrik sağlamak küre Tesla, kablo kullanılmadan başarısız oldu.

1900 yılında New York yakınlarındaki Long Island adasında 2000 çalışanlı bir araştırma laboratuvarı kasabası ve üzerinde dev bir bakır plaka bulunan devasa bir metal kule inşa etmeye başlar başlamaz, "kablolu" elektrik oligarkları bunu fark etti: sonuçta, Tesla'nın sisteminin yaygınlaşması onları yıkımla tehdit etti.

Wardenclyffe Kulesi (1902)

Milyarder J.P. İnşaatı finanse eden Morgan, rakipler tarafından rüşvet verilen hükümet yetkilileri de dahil olmak üzere ciddi baskılara maruz kaldı.(ya da tam tersi oldu) Ekipman tedariğinde kesintiler oldu, inşaat durdu ve Morgan bu baskı altında finansmanı durdurduğunda tamamen durdu. Birinci Dünya Savaşı'nın başında, aynı rakiplerin kışkırtmasıyla ABD hükümeti, casusluk amacıyla kullanılabileceği gibi abartılı bir bahaneyle hazır bir kulenin patlatılması emrini verdi.

O zaman elektrik mühendisliği her zamanki gibi gitti.

Uzun zamandır Sırf boyut ve güç açısından benzer bir kurulum oluşturmak gerekli olacağı için hiç kimse Tesla'nın deneylerini tekrarlayamazdı. Ancak yüz yıldan fazla bir süre önce Tesla'nın elektrik enerjisini kablosuz olarak uzak mesafelere iletmenin bir yolunu bulmayı başardığından hiç kimse şüphe duymuyordu. Edison'dan sonra ikinci mucit olarak değerlendirilen Tesla'nın dünya çapındaki otoritesi oldukça yüksekti ve (doğru akımı savunan Edison'a rağmen) alternatif akım elektrik mühendisliğinin gelişimine katkısı tartışılmazdı. Deneyleri sırasında, basını saymazsak pek çok uzman hazır bulundu ve hiç kimse onu herhangi bir hile veya gerçekleri manipüle etmekten mahkum etmeye çalışmadı. Tesla'nın yüksek otoritesi, kendisinden sonra gelen manyetik alan yoğunluğu biriminin adıyla kanıtlanmaktadır. Ancak Tesla'nın Colorado Springs'teki deney sırasında enerjinin 42 kilometrelik bir mesafe boyunca yaklaşık %90 verimlilikle iletildiği yönündeki sonucu çok iyimser. Uzaktan yanan lambaların toplam gücünün 10 kW yani 13 hp olduğunu, vibratörü çalıştıran dinamonun gücünün ise 300 hp'ye ulaştığını hatırlayalım. Yani verimlilikten bahsedebiliriz. Bu rakam şaşırtıcı olmasına rağmen sadece %4-5 civarında. Tesla'nın elektriğin kablosuz iletimi konusundaki deneylerinin fiziksel gerekçesi hala birçok uzmanı endişelendiriyor.
www.elec.ru/news/2003/03/14/1047627665.h tml

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nden uzmanlar, enerji kaynağından 2 metre uzakta bulunan akkor lambayı yakmayı başardılar. rus.newsru.ua/world/08jun2007/tesla.html

Intel odessabuy.com/news/item-402.html adresinden kablosuz şarj cihazları

"Tartışmalar ve Gerçekler" Sayı 52, 2008 (24-30 Aralık):
BİLİM - Telsiz elektrik. Amerikalı bilim adamlarının 800 W gücündeki elektriği kablosuz olarak iletebildiklerini söylüyorlar.