Elektriğin uzaktan iletim ilkeleri. Elektriğin kablosuz iletimi

1968'de Amerikalı uzay araştırmacısı Peter E. Glaser, büyük paneller yerleştirmeyi önerdi. Solar paneller Açık durağan yörünge ve ürettikleri enerjiyi (seviye 5-10 GW) iyi odaklanmış bir mikrodalga radyasyon demeti ile Dünya yüzeyine transfer etmek, ardından onu DC'ye dönüştürmek veya alternatif akım teknik frekans ve tüketicilere dağıtmak.

Sıklık elektromanyetik salınımlar Mikrodalga ışını, endüstri, bilimsel araştırma ve tıpta kullanım için ayrılan aralıklara karşılık gelmelidir. Bu frekans 2,45 GHz olarak seçilirse, kalın bulutlar ve yoğun yağış dahil olmak üzere meteorolojik koşulların güç iletiminin verimliliği üzerinde çok az etkisi vardır. 5.8 GHz bandı caziptir, çünkü verici ve alıcı antenlerin boyutunu küçültmenize izin verir. Bununla birlikte, burada meteorolojik koşulların etkisi daha fazla araştırmayı gerektirmektedir.

Mikrodalga elektroniğinin mevcut gelişme seviyesi, oldukça hakkında konuşmamıza izin veriyor. yüksek değer Yerdurağan bir yörüngeden Dünya yüzeyine bir mikrodalga ışını ile enerji transferinin verimliliği yaklaşık %70-75'tir. Bu durumda, verici antenin çapı genellikle 1 km olarak seçilir ve yer tabanlı anten 35 derecelik bir enlem için 10 km x 13 km boyutlarındadır. Çıkış gücü seviyesi 5 GW olan SCES, verici antenin merkezinde 23 kW/m2, alıcı antenin merkezinde - 230 W/m2'lik bir yayılan güç yoğunluğuna sahiptir.

SCES alanında en aktif ve sistematik araştırma Japonya tarafından yapılmıştır. 1981 yılında, profesörler M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) ve S. Sasaki'nin (Susumu Sasaki) rehberliğinde, Japonya Uzay Araştırma Enstitüsünde, mevcut fırlatma araçları kullanılarak oluşturulabilecek 10 MW güç seviyesine sahip bir SCES prototipi geliştirmek için araştırma başlatıldı. Böyle bir prototipin yaratılması, teknolojik deneyimin biriktirilmesine ve ticari sistemlerin oluşumu için temel hazırlanmasına olanak tanır.

2008 yılında, Massachusetts Institute of Technology'de (MIT) fizik profesörü olan Marin Soljačić, bir cep telefonunun ısrarlı bip sesiyle tatlı bir uykudan uyandı. Soljaciç, "Telefon şarja takmamı isteyip durmuyordu" diyor. Yorgun ve kalkmayacak, telefonun evde bir kez kendi kendine şarj olmaya başlayacağını hayal etmeye başladı..

2012-2015'te Washington Üniversitesi mühendisleri, Wi-Fi'nin taşınabilir cihazlara güç sağlamak ve cihazları şarj etmek için bir enerji kaynağı olarak kullanılmasına izin veren bir teknoloji geliştirdiler. Teknoloji, Popular Science dergisi tarafından 2015'in en iyi yeniliklerinden biri olarak kabul edildi. Kablosuz veri aktarım teknolojisinin her yerde bulunması gerçek bir devrim yarattı. Ve şimdi sıra, Washington Üniversitesi'nden geliştiricilerin PoWiFi (Power Over WiFi'den) adını verdiği, havadan kablosuz güç aktarımında.

Geliştiriciler, bu işlemlerin ağ iletişim kanalının kalitesini neden olumsuz etkilemediğine dair zor sorulara, bunun, flaşlı bir yönlendiricinin çalışması sırasında boş bilgi aktarım kanalları aracılığıyla enerji paketleri göndermesi nedeniyle mümkün olduğunu yanıtladı. Sessizlik dönemlerinde enerjinin basitçe sistemden dışarı aktığını ve aslında bunun düşük güçlü cihazlara güç sağlamak için yönlendirilebileceğini keşfettiklerinde bu karara vardılar.

Çalışma sırasında altı eve PoWiFi sistemi yerleştirildi ve sakinler her zamanki gibi interneti kullanmaya davet edildi. Web sayfalarını yükleyin, video akışını izleyin ve ardından onlara nelerin değiştiğini söyleyin. Sonuç olarak, ağ performansının hiçbir şekilde değişmediği ortaya çıktı. Yani, İnternet her zamanki gibi çalıştı ve eklenen seçeneğin varlığı farkedilmedi. Ve bunlar, Wi-Fi üzerinden nispeten az miktarda enerjinin toplandığı yalnızca ilk testlerdi..

Gelecekte, PoWiFi teknolojisi yerleşik güç sensörlerine hizmet edebilir. Ev aletleri ve bunları kablosuz olarak kontrol etmek ve uzaktan şarj/şarj gerçekleştirmek için askeri teçhizat.

İlgili İHA için enerji transferidir (büyük olasılıkla zaten PoWiMax teknolojisini kullanıyor veya taşıyıcı uçağın radarından):

İHA'lar için, ters kare yasasından (izotropik olarak yayan anten) gelen negatif, anten ışın genişliğini ve radyasyon modelini kısmen "telafi eder":

Sonuçta, bir darbedeki LA radarı 17 kW'ın altında EMP enerjisi üretebilir.

Değil hücresel- hücrenin uç elemanlara 360 derecelik bir bağlantı sağlaması gereken yer.
Bu varyasyona sahip olalım:
Uçak gemisi (Perdix için) F-18'dir (şimdi) AN / APG-65 radarına sahiptir:


12000 W maksimum ortalama yayılan güç

Veya gelecekte AN / APG-79 AESA'ya sahip olacak:


bir dürtüde 15 kW'ın altında EMP enerjisi vermelidir

bu uzatmak için yeterli aktif yaşam Perdix Micro-Drones şu anki 20 dakikadan bir saate, belki daha fazlasına.

Büyük olasılıkla, savaşçının radarı tarafından yeterli bir mesafeye ışınlanacak olan bir ara Perdix Orta uçağı kullanılacak ve sırayla, genç kardeşler Perdix Micro-Drones için PoWiFi / PoWiMax aracılığıyla enerjiyi "dağıtacak" ve onlarla aynı anda bilgi alışverişinde bulunacak (uçuş ve uçuş, hedef görevler, sürü koordinasyonu).

Belki yakında cep telefonlarını ve bölgedeki diğer mobil cihazları şarj etmeye gelecek. wifi eylemleri, Wi-Max veya 5G?

Sonsöz: Çok sayıda elektromanyetik mikrodalga yayıcının (Cep telefonları, Mikrodalga fırınlar, Bilgisayarlar, WiFi, Blu araçları vb.) Günlük hayata yaygın bir şekilde girmesinden 10-20 yıl sonra, büyük şehirlerde aniden hamamböcekleri bir anda nadir hale geldi! Artık hamamböceği sadece hayvanat bahçesinde bulunabilen bir böcek. Çok sevdikleri evlerinden bir anda yok oldular.

HAMAMBÖCEĞİ CARL!
"Radyoya dirençli organizmalar" listesinin liderleri olan bu canavarlar utanmadan teslim oldular!
Referans
LD 50 - ortalama öldürücü doz, yani deneydeki organizmaların yarısını öldüren doz; LD 100 - öldürücü doz, deneydeki tüm organizmaları öldürür.

Sırada kim var?

Bazı ülkelerde sıhhi konut bölgesindeki mobil baz istasyonlarından (900 ve 1800 MHz, tüm kaynaklardan gelen toplam seviye) izin verilen radyasyon seviyeleri önemli ölçüde farklılık gösterir:
Ukrayna: 2,5 µW/cm². (Avrupa'daki en katı sağlık standardı)
Rusya, Macaristan: 10 µW/cm².
Moskova: 2,0 µW/cm². (norm 2009'un sonuna kadar vardı)
ABD, İskandinav ülkeleri: 100 µW/cm².
Rusya Federasyonu'ndaki telsiz telefon kullanıcıları için mobil telsiz telefonlardan (MRT) geçici olarak izin verilen seviye (TPL) 10 μW / cm² olarak tanımlanmıştır (Bölüm IV - Mobil kara radyo istasyonları SanPiN 2.1.8 / 2.2.4.1190-03 "Kara mobil telsiz iletişiminin yerleştirilmesi ve çalıştırılması için hijyenik gereklilikler").
ABD'de Sertifika, hücresel cihazlar için Federal İletişim Komisyonu (FCC) tarafından verilir. maksimum seviye SAR'ı 1,6 W/kg'ı geçmeyen (ayrıca emilen radyasyon gücü 1 gram insan dokusuna verilir).
Avrupa'da, İyonlaştırıcı Olmayan Radyasyondan Korunma Komisyonu'nun (ICNIRP) uluslararası direktifine göre, değer mobil SAR telefon 2 W/kg'ı geçmemelidir (bu durumda emilen radyasyon gücü 10 gram insan dokusuna verilir).
Nispeten yakın zamanda Birleşik Krallık'ta güvenli SAR seviyesi 10 W/kg'lık bir seviye kabul edildi. Diğer ülkelerde de benzer bir tablo gözlemlendi.
Standartta kabul edilen maksimum SAR değeri (1,6 W/kg), güvenli bir şekilde "sert" veya "yumuşak" standartlara atfedilemez.
Hem ABD'de hem de Avrupa'da benimsenen SAR değerini belirleme standartları (bahsettiğimiz cep telefonlarından mikrodalga radyasyonunun tüm düzenlemesi, yalnızca insan organlarının dokularının ısıtılmasıyla ilişkili termal etkiye dayanmaktadır).
TAM KAOS.
Tıp henüz şu soruya net bir cevap vermedi: mobil / WiFi zararlı mı ve ne kadar?
Peki ya elektriğin mikrodalga teknolojisiyle kablosuz iletimi?
Burada güç watt ve mil watt değil, zaten kW ...

Not: Tipik bir WiMAX baz istasyonu yaklaşık +43 dBm'de (20 W) ışıma yaparken, bir mobil istasyon tipik olarak +23 dBm'de (200 mW) iletim yapar.

Etiketler:

• Elektrik
• mikrodalga
• Wifi
• dronlar
• İHA

Ne zaman elma şirketi cep telefonları ve cihazlar için ilk kablosuz şarj cihazını piyasaya sürdü, çoğu kişi bunun kablosuz güç aktarımında bir devrim ve büyük bir sıçrama olduğunu düşündü.

Ancak öncü müydüler, hatta onlardan önce, uygun pazarlama ve halkla ilişkiler olmadan birileri benzer bir şey yapmayı başardı mı? Üstelik çok uzun zaman önce olduğu ve bu tür birçok mucit olduğu ortaya çıktı.

Böylece 1893'te ünlü Nikola Tesla, flüoresan lambaların parıltısını şaşkın halka gösterdi. Hepsinin telsiz olmasına rağmen.

Artık herhangi bir öğrenci, açık bir alana çıkıp 220 kV ve üzeri yüksek gerilim hattının altında bir flüoresan lamba ile durarak böyle bir numarayı tekrarlayabilir.

Kısa bir süre sonra Tesla, aynı kablosuz yöntemle bir fosforlu akkor ampulü yakmayı başardı.

1895'te Rusya'da A. Popov, dünyanın ilk radyo alıcısını çalışır durumda gösterdi. Ancak genel olarak, bu aynı zamanda kablosuz bir enerji iletimidir.

Kablosuz şarj ve benzeri yöntemlerin tüm teknolojisinin en önemli sorusu ve aynı zamanda sorunu iki noktada yatmaktadır:

• elektrik bu şekilde ne kadar uzağa iletilebilir

• Ve kaç tane

Başlamak için, etrafımızdaki cihazların ve ev aletlerinin ne kadar olduğunu bulalım. Örneğin bir telefon, akıllı saat veya tablet maksimum 10-12W gerektirir.

Dizüstü bilgisayarın daha fazla isteği var - 60-80W. Bu, ortalama bir akkor ampulle karşılaştırılabilir. Ancak ev aletleri, özellikle mutfak aletleri şimdiden birkaç bin watt tüketiyor.

Bu nedenle mutfakta priz sayısından tasarruf etmemek çok önemlidir.

Peki kablo ya da başka herhangi bir iletken kullanılmadan elektrik enerjisinin iletimi için insanlığın yıllar içinde bulduğu yöntemler ve yöntemler nelerdir? Ve en önemlisi, neden henüz istediğimiz kadar aktif bir şekilde hayatımıza girmediler?

Aynı mutfak aletlerini alın. Daha ayrıntılı olarak anlayalım.

Bobinler aracılığıyla güç aktarımı

En kolay uygulanan yol indüktör kullanmaktır.

Burada prensip çok basit. 2 bobin alınır ve birbirine yakın yerleştirilir. Bunlardan biri yemek servisidir. Diğeri alıcı rolünü oynar.

Güç kaynağındaki akım ayarlandığında veya değiştirildiğinde, ikinci bobindeki manyetik akı da otomatik olarak değişir. Fizik yasalarının dediği gibi, bu durumda bir EMF ortaya çıkacak ve doğrudan bu akının değişim hızına bağlı olacaktır.

Görünüşe göre her şey basit. Ancak kusurlar tüm pembe tabloyu bozar. Üç eksi:

• az güç

Bu sayede büyük hacimleri transfer etmeyecek ve güçlü cihazları bağlayamayacaksınız. Ve bunu yapmaya çalışırsanız, tüm sargıları eritin.

• kısa mesafe

Burada onlarca, yüzlerce metre elektriği aktarmayı aklınıza bile getirmeyin. Bu yöntemin etkisi sınırlıdır.

Şeylerin ne kadar kötü olduğunu fiziksel olarak anlamak için iki mıknatıs alın ve birbirlerini çekmeyi veya itmeyi bırakmaları için ne kadar ayrılmaları gerektiğini bulun. Bu, bobinler için yaklaşık olarak aynı verimliliktir.

Tabii ki, bu iki unsurun her zaman birbirine yakın olmasını sağlayabilir ve sağlayabilirsiniz. Örneğin, bir elektrikli araba ve özel bir şarj yolu.

Ancak bu tür otoyolların inşası ne kadara mal olacak?

• düşük verimlilik

Diğer bir sorun düşük verimliliktir. %40'ı geçmez. Bu şekilde uzun mesafelere çok fazla elektrik iletemeyeceğiniz ortaya çıktı.

Aynı N. Tesla, 1899'da buna dikkat çekti. Daha sonra, içindeki soruna bir ipucu ve çözüm bulmayı umarak atmosferik elektrikle deneylere geçti.

Ancak, tüm bunlar ne kadar gereksiz görünse de, yine de güzel ışık ve müzik performansları düzenlemek için kullanılabilirler.

Veya telefonlardan çok daha büyük cihazları şarj edin. Örneğin, elektrikli bisikletler.

Lazer enerji transferi

Ancak daha fazla enerji nasıl aktarılır? daha fazla mesafe? Bu teknolojiyi çok sık gördüğümüz filmleri bir düşünün.

Bir okul çocuğunun bile aklına gelen ilk şey Yıldız Savaşları, lazerler ve ışın kılıçlarıdır.

Elbette onların yardımıyla çok makul mesafelere büyük miktarda elektrik aktarabilirsiniz. Ama yine de küçük bir sorun her şeyi alt üst eder.

Neyse ki bizim için ama ne yazık ki lazer için Dünya'nın bir atmosferi var. Ve sadece iyi sönümler ve lazer radyasyonunun tüm enerjisinin çoğunu yer. Dolayısıyla bu teknoloji ile uzaya gitmeniz gerekiyor.

Yöntemin performansını test etmek için Dünya'da da girişimler ve deneyler yapıldı. Nasa, ödül havuzu 1 milyon doların biraz altında olan lazer kablosuz güç aktarımı yarışmalarına bile ev sahipliği yaptı.

Sonunda Laser Motive kazandı. Kazandıran sonuçları 1km ve 0,5kW iletilen sürekli güçtür. Doğru, iletim sürecinde bilim adamları tüm orijinal enerjinin% 90'ını kaybetti.

Ancak yine de yüzde onluk bir verimlilikle bile sonuç başarılı kabul edildi.

Basit bir ampulün, doğrudan ışığa giden ve hatta daha az faydalı enerjiye sahip olduğunu hatırlayın. Bu nedenle, bunlardan kızılötesi ısıtıcılar yapmak avantajlıdır.

Mikrodalga

Elektriği kablolar olmadan iletmenin gerçekten çalışan başka bir yolu yok mu? Var ve yıldız savaşlarındaki girişimlerden ve çocuk oyunlarından önce icat edildi.

12 cm uzunluğunda (frekans 2,45 GHz) özel mikrodalgaların olduğu gibi atmosfere karşı şeffaf olduğu ve yayılmalarına müdahale etmediği ortaya çıktı.

Hava ne kadar kötü olursa olsun, mikrodalga kullanarak iletim yaparken sadece yüzde beş kaybedersiniz! Ancak bunu yapmak için önce dönüştürmeniz gerekir. elektrik Mikrodalgalara dönüştürün, ardından onları yakalayın ve tekrar orijinal hallerine geri getirin.

Bilim adamları ilk sorunu çok uzun zaman önce çözdüler. Bunun için özel bir cihaz icat ettiler ve buna magnetron adını verdiler.

Üstelik o kadar profesyonelce ve güvenli bir şekilde yapıldı ki bugün her birinizin evinde böyle bir cihaz var. Mutfağa gidin ve mikrodalganıza bir bakın.

İçinde% 95 verimlilikle aynı magnetron var.

Ama burada ters dönüşüm nasıl yapılır? Ve burada iki yaklaşım geliştirilmiştir:

• Amerikan

• Sovyet

Altmışlı yıllarda bilim adamı W. Brown, ABD'de gerekli görevi yerine getiren bir anten icat etti. Yani üzerine düşen radyasyonu tekrar elektrik akımına çevirmiştir.

Ona adını bile verdi - rectenna.

Buluşun ardından deneyler geldi. Ve 1975'te, bir antenin yardımıyla, bir kilometreden fazla bir mesafeye 30 kW'a kadar güç iletildi ve alındı. İletim kaybı sadece %18 idi.

Neredeyse yarım asır sonra, bugüne kadar kimse bu deneyimi aşamadı. Görünüşe göre bir yöntem bulundu, peki bu rectenna'lar neden kitlelere fırlatılmadı?

Ve burada yine eksiklikler ortaya çıkıyor. Rectennas, minyatür yarı iletkenler temelinde toplandı. Normal görevleri sadece birkaç watt güç iletmektir.

Ve onlarca veya yüzlerce kilovat aktarmak istiyorsanız, o zaman dev panelleri birleştirmeye hazırlanın.

Ve bu, çözülemez zorlukların ortaya çıktığı yerdir. İlk olarak, yeniden emisyondur.

Bu nedenle enerjinizin bir kısmını kaybetmekle kalmayacak, sağlığınızı kaybetmeden panellere yaklaşamayacaksınız.

İkinci baş ağrısı, panellerdeki yarı iletkenlerin kararsızlığıdır. Küçük bir aşırı yük nedeniyle birini yakmak yeterlidir ve geri kalanı kibrit gibi çığ gibi başarısız olur.

SSCB'de işler biraz farklıydı. Ordumuzun nükleer bir patlamada bile tüm yabancı teçhizatın derhal arızalanacağından emin olması boşuna değildi, ancak Sovyet teçhizatı olmayacaktı. Bütün sır lambalarda.

Moskova Devlet Üniversitesi'nde bilim adamlarımızdan ikisi, V. Savin ve V. Vanke, sözde siklotron enerji dönüştürücüsünü tasarladılar. Lamba teknolojisi temelinde monte edildiği için makul bir boyuta sahiptir.

Dıştan, bu 40 cm uzunluğunda ve 15 cm çapında bir tüp gibi bir şey. Bu lamba ünitesinin verimliliği, Amerikan yarı iletken şeyinden biraz daha azdır -% 85'e kadar.

Ancak yarı iletken dedektörlerin aksine, siklotron enerji dönüştürücünün bir dizi önemli avantajı vardır:

• güvenilirlik

• büyük güç

• aşırı yük direnci

• remisyon yok

• düşük üretim maliyeti

Bununla birlikte, yukarıdakilerin tümüne rağmen, tüm dünyada, gelişmiş kabul edilen projelerin uygulanması için yarı iletken yöntemlerdir. Burada bir de moda unsuru var.

Yarı iletkenlerin ilk ortaya çıkışından sonra, herkes aniden tüp teknolojisini terk etmeye başladı. Ancak pratik deneyim, bunun genellikle yanlış bir yaklaşım olduğunu gösteriyor.

Tanesi 20 kg olan tüplü cep telefonları ya da tüm odayı kaplayan bilgisayarlar elbette kimseyi ilgilendirmez.

Ancak bazen yalnızca kanıtlanmış eski yöntemler umutsuz durumlarda bize yardımcı olabilir.

Sonuç olarak, bugün enerjiyi kablolar olmadan aktarmak için üç olasılığımız var. Dikkate alınanlardan ilki hem mesafe hem de güç ile sınırlıdır.

Ancak bu, bir akıllı telefonun, tabletin veya daha büyük bir şeyin pilini şarj etmek için oldukça yeterli. Verimlilik küçük olmasına rağmen, yöntem hala çalışıyor.

İlki çok umut verici başladı. 2000'li yıllarda, Reunion adasında, 1 km mesafe boyunca 10 kW'lık bir gücün sürekli olarak iletilmesine ihtiyaç vardı.

Dağlık rölyef ve yerel bitki örtüsü, herhangi bir döşeme yapılmasına izin vermedi. hava Yolları elektrik hatları veya kablo.

Adadaki bu noktaya kadar olan tüm hareketler yalnızca helikopterlerle gerçekleştirildi.

Sorunu çözmek için, en iyi beyinler Farklı ülkeler. Makalede daha önce bahsedilenler dahil, Moskova Devlet Üniversitesi'nden bilim adamlarımız V. Vanke ve V. Savin.

Ancak, enerji vericilerinin ve alıcılarının pratik uygulamasına ve inşasına başlamaları gerektiği anda proje donduruldu ve durduruldu. Ve 2008'de krizin başlamasıyla birlikte, onu tamamen terk ettiler.

Aslında bu çok hayal kırıklığı yaratıyor çünkü orada yapılan teorik çalışma muazzamdı ve uygulamaya değerdi.

İkinci proje birincisinden daha çılgın görünüyor. Ancak bunun için gerçek fonlar tahsis edilir. Fikrin kendisi, 1968 gibi erken bir tarihte ABD'li bir fizikçi olan P. Glaser tarafından ifade edildi.

O zamanlar pek normal olmayan bir fikir önerdi - devasa bir uyduyu dünyanın 36.000 km yukarısında durağan bir yörüngeye yerleştirmek. Üzerine güneşten bedava enerji toplayacak güneş panelleri yerleştirin.

O zaman tüm bunlar bir mikrodalga dalga demetine dönüştürülmeli ve toprağa iletilmelidir.

Dünyevi gerçekliklerimizde bir tür "ölüm yıldızı".

Yerde, ışın dev antenler tarafından yakalanmalı ve elektriğe dönüştürülmelidir.

Bu antenlerin ne kadar büyük olması gerekiyor? Uydunun çapı 1 km ise, alıcının yerde 5 kat daha büyük olması gerektiğini düşünün - 5 km (Bahçe Halkasının boyutu).

Ancak boyut, sorunun yalnızca küçük bir parçasıdır. Tüm hesaplamalardan sonra böyle bir uydunun 5 GW kapasiteli elektrik üreteceği ortaya çıktı. Yere ulaştıktan sonra sadece 2 GW kalacaktır. Örneğin, Krasnoyarsk HES 6GW sağlar.

Bu nedenle, başlangıçta her şey fiyata bağlı olduğu için fikri dikkate alındı, sayıldı ve bir kenara bırakıldı. O günlerde uzay projesinin maliyeti 1 trilyon doların üzerine çıktı.

Ancak bilim, neyse ki, yerinde durmuyor. Teknoloji gelişiyor ve ucuzluyor. Birkaç ülke şimdiden böyle bir güneş uzay istasyonu geliştiriyor. Yirminci yüzyılın başında, elektriğin kablosuz iletimi için yalnızca bir parlak kişi yeterliydi.

Projenin toplam maliyeti orijinalinden 25 milyar dolara düştü. Soru kalır - yakın gelecekte uygulanmasını görecek miyiz?

Ne yazık ki kimse size net bir cevap veremez. Bahisler sadece bu yüzyılın ikinci yarısında yapılır. Bu nedenle şimdilik akıllı telefonlar için kablosuz şarj cihazlarıyla yetinelim ve bilim adamlarının verimliliklerini artırabileceğini umalım. Ya da sonunda, ikinci Nikola Tesla Dünya'da doğacak.

Tüketim ekolojisi.Teknolojiler:Amerikan Disney Araştırma Laboratuvarı'ndaki bilim adamları, kabloları ve şarj cihazlarını gereksiz kılan bir kablosuz şarj yöntemi geliştirdiler.

Günümüzün akıllı telefonları, tabletleri, dizüstü bilgisayarları ve daha fazlası taşınabilir aletler büyük güç ve performansa sahip. Ancak, mobil elektroniğin tüm avantajlarına ek olarak, bir dezavantajı da var - kablolarla sürekli şarj etme ihtiyacı. Tüm yeni pil teknolojilerine rağmen bu ihtiyaç cihazların kullanım rahatlığını azaltmakta ve hareketlerini sınırlandırmaktadır.

Amerikan Disney Araştırma Laboratuvarı'ndaki bilim adamları bu soruna bir çözüm buldular. Kabloları ve şarj cihazlarını gereksiz kılan bir kablosuz şarj yöntemi geliştirdiler. Dahası, yöntemleri aynı anda yalnızca gadget'ları değil, aynı zamanda örneğin ev aletlerini ve aydınlatmayı da şarj etmenize olanak tanır.

"Bizim yenilikçi yöntem Laboratuvarın yöneticilerinden biri ve baş bilim adamı Alanson Semple, elektrik akımını Wi-Fi kadar yaygın hale getirdiğini söylüyor. - Daha önce pil kapasitesi ile sınırlı olan robotik alanında daha fazla gelişmenin yolunu açar. Şu ana kadar küçük bir odada fabrikanın işleyişini gösterdik ama kapasitesini bir depo boyutuna çıkarması için hiçbir engel yok” dedi.

Kablosuz güç aktarım sistemi, 1890'larda ünlü bilim adamı Nikola Tesla tarafından geliştirildi, ancak buluş toplu dağıtım almadı. Günümüzün kablosuz güç iletim sistemleri, öncelikle son derece sınırlı alanlarda çalışmaktadır.

Yarı statik boşluk rezonansı (QSCR) adı verilen yöntem, akımın bir odanın duvarlarına, zeminine ve tavanına uygulanmasını içerir. Bunlar da, şarj edilmekte olan cihaza bağlı bir bobin içeren bir alıcıya etki eden manyetik alanlar üretir. Bu şekilde üretilen elektrik, daha önce diğer alanların etkilerini dışlayan kapasitörlerden geçirilerek bataryaya aktarılır.

Testler, bu şekilde olağan elektrik şebekesi 1,9 kilovata kadar güç iletilebilir. Bu enerji, aynı anda 320 adede kadar akıllı telefonu şarj etmek için yeterlidir. Üstelik bilim adamlarına göre bu teknoloji pahalı değil ve ticari lansmanı kolaylıkla ayarlanabiliyor.

Testler, alüminyum yapılardan özel olarak oluşturulmuş 5'e 5 metre büyüklüğündeki bir odada gerçekleştirildi. Semple, gelecekte metal duvarlara gerek kalmayabileceğini vurguladı. İletken paneller veya özel boya kullanmak mümkün olacaktır.

Geliştiriciler, hava yoluyla enerji iletme yollarının insan sağlığı ve diğer canlılar için herhangi bir tehdit oluşturmadığını garanti eder. Güvenlikleri, potansiyel olarak tehlikeli elektrik alanları için yalıtkan görevi gören ayrı kapasitörler tarafından sağlanır. yayınlanan

kablosuz iletimçünkü elektriğin iletimi, konnektörün fiziksel temasına bağlı endüstri ve uygulamalarda büyük ilerlemeler sağlama yeteneğine sahiptir. Buna karşılık, güvenilmez olabilir ve başarısızlığa yol açabilir. Kablosuz elektriğin iletimi ilk olarak 1890'larda Nikola Tesla tarafından gösterildi. Bununla birlikte, teknolojinin gerçek dünya uygulamaları için gerçek, somut faydalar sunduğu noktaya kadar kullanılması ancak son on yılda olmuştur. Özellikle, pazar için bir rezonant kablosuz güç sisteminin geliştirilmesi tüketici elektroniği indüksiyon şarjının 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 çıkışı. Bu koşulların her biri temelde aynı temel süreci tanımlar. Elektriğin veya gücün bir güç kaynağından hava boşluğundan konektörler olmadan yük voltajına 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 çalışır?

Kablosuz gücün temelleri, gücün bir vericiden bir alıcıya salınımlı bir manyetik alan yoluyla dağıtılmasını içerir. Bunu başarmak için, güç kaynağı tarafından sağlanan doğru akım, yüksek frekanslı alternatif akıma dönüştürülür. Vericiye yerleştirilmiş özel olarak tasarlanmış elektroniklerle. Alternatif akım, dağıtıcıda bir manyetik alan oluşturan bir bakır tel bobinini etkinleştirir. İkinci (alıcı) sargı yakın yerleştirildiğinde. Manyetik alan, alıcı bobinde alternatif bir akımı indükleyebilir. İlk cihazdaki elektronik aksam daha sonra AC'yi güç girişi haline gelen DC'ye dönüştürür.

Kablosuz güç iletim şeması

"Şebeke" voltajı bir AC sinyaline dönüştürülür ve bu daha sonra bir elektronik devre vasıtasıyla verici bobinine gönderilir. Distribütörün sargısından akan, bir manyetik alanı indükler. Sırasıyla, göreceli olarak yakın olan alıcı bobine yayılabilir. Manyetik alan daha sonra alıcı cihazın sargısı boyunca akan bir akım üretir. Verici ve alıcı bobinler arasında enerjinin dağıtıldığı sürece manyetik veya rezonans kuplaj da denir. Ve aynı frekansta çalışan her iki sargının yardımıyla elde edilir. Alıcı bobininde akan akım, alıcı devresi tarafından DC'ye dönüştürülür. Daha sonra cihaza güç sağlamak için kullanılabilir.

rezonans ne demek

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

Kablosuz İletimin Faydaları

faydaları nelerdir? Artıları:

• doğrudan konektörlerin bakımıyla ilgili maliyetleri azaltır (örneğin, geleneksel bir endüstriyel kayma halkasında);
• geleneksel elektronik cihazları şarj etmek için daha fazla kolaylık;
• hermetik olarak kapalı kalması gereken uygulamalara güvenli iletim;
• elektronikler tamamen gizlenebilir, bu da oksijen ve su gibi elementlerden kaynaklanan korozyon riskini azaltır;
• dönen, son derece hareketli endüstriyel ekipmanlara güvenilir ve tutarlı güç kaynağı;
• ıslak, kirli ve hareketli ortamlarda kritik sistemlere güvenilir güç iletimi sağlar.

Uygulama ne olursa olsun, eleme fiziksel bağlantı geleneksel kablo güç konektörlerine göre bir dizi avantaj sağlar.

Dikkate alınan enerji transferinin verimliliği

Bir kablosuz güç sisteminin genel verimliliği, performansını belirlemede en önemli tek 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.

Sistemler kablosuz iletişim bobin konfigürasyonu ve tasarımı, iletim mesafesi gibi faktörlere bağlı olarak verimlilik düzeylerine bağlı olarak değişir. Daha az verimli bir cihaz daha fazla emisyon üretecek ve içinden daha az güç geçmesine neden olacaktır. alıcı cihaz. Tipik olarak, akıllı telefonlar gibi cihazlar için kablosuz güç aktarım teknolojileri %70 performansa ulaşabilir.

Verimlilik nasıl ölçülür?

Bir anlamda, güç kaynağından alıcı cihaza iletilen güç miktarı (yüzde olarak). Yani, bir akıllı telefon için %80 verimliliğe sahip kablosuz güç aktarımı, giriş gücünün %20'sinin duvar prizi ile şarj edilmekte olan aygıtın pili arasında kaybolduğu anlamına gelir. İş verimliliğini ölçmek için formül şöyledir: performans = giden doğru akım bölü gelen, elde edilen sonuç %100 ile çarpılır.

Kablosuz güç aktarım yöntemleri

Güç, söz konusu ağ aracılığıyla, bunlarla sınırlı olmamak üzere, neredeyse tüm metalik olmayan malzemelerde dağıtılabilir. Bunlar ahşap, plastik, tekstil, cam ve tuğla gibi katıların yanı sıra gazlar ve sıvılardır. Metalik veya elektriği ileten bir malzeme (yani bir elektromanyetik alanın yakınına yerleştirildiğinde) konulduğu zaman, nesne ondan güç çeker ve bunun sonucunda ısınır.Bu da sistemin verimini etkiler.İndüksiyonlu pişirme bu şekilde çalışır, örneğin ocaktan verimsiz güç aktarımı yemek pişirmek için ısı oluşturur.

Bir kablosuz güç iletim sistemi oluşturmak için, ele alınan konunun kökenlerine dönmek gerekir. Veya daha doğrusu, çeşitli materyalist iletkenler olmadan güç alabilen bir jeneratörü yaratan ve patentini alan başarılı bilim adamı ve mucit Nikola Tesla'ya. Bu nedenle, bir kablosuz sistemi uygulamak için, hepsini toplamanız gerekir. önemli unsurlar ve parçalar sonucunda küçük bir tane gerçekleşecektir.Bu, çevresindeki havada yüksek voltajlı elektrik alanı oluşturan bir cihazdır. Aynı zamanda küçük bir giriş gücü vardır, enerjinin uzaktan kablosuz iletimini sağlar.

En iyilerinden biri önemli yollar enerji transferi endüktif bağlantıdır. Esas olarak yakın alan için kullanılır. Akım bir telden geçtiğinde, diğerinin uçlarında bir voltajın indüklenmesi gerçeğiyle karakterize edilir. Güç aktarımı, iki malzeme arasındaki karşılıklılık ile yapılır. Yaygın bir örnek bir transformatördür. Mikrodalga enerji transferi bir fikir olarak William Brown tarafından geliştirilmiştir. Tüm konsept, AC gücünün RF gücüne dönüştürülmesini ve uzayda iletilmesini ve alıcıda yeniden AC gücüne iletilmesini içerir. Bu sistemde voltaj, mikrodalga enerji kaynakları kullanılarak üretilir. klistron gibi. Ve bu güç, yansıyan güçten koruyan dalga kılavuzu aracılığıyla iletilir. Mikrodalga kaynağının empedansını diğer elementlerle eşleştiren bir ayarlayıcının yanı sıra. Alıcı bölüm bir antenden oluşur. Mikrodalga gücünü ve bir empedans eşleştirme devresini ve bir filtreyi kabul eder. Bu alıcı anten, doğrultucu cihazla birlikte bir dipol olabilir. Benzer bir çıkış sinyaline karşılık gelir Ses Alarmi doğrultucu blok Alıcı bloğu da sinyali bir uyarıya dönüştürmek için kullanılan diyotlardan oluşan benzer bir bölümden oluşur. doğru akım. Bu iletim sistemi, 2 GHz ila 6 GHz aralığındaki frekansları kullanır.

Jeneratörün benzer manyetik salınımlar kullanarak gerçekleştirdiği kablosuz elektrik iletimi. Sonuç olarak, bu cihaz üç transistör sayesinde çalıştı.

Alıcı uçta elektrik enerjisine dönüştürülen ışık enerjisi şeklinde güç iletmek için bir lazer ışınının kullanılması. Malzemenin kendisi, Güneş veya herhangi bir elektrik jeneratörü gibi kaynaklar kullanılarak doğrudan güçlendiriliyor. Ve buna göre, yüksek yoğunluklu odaklanmış bir ışık uygular. 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 kullanır. Temel güneş enerjisi sisteminde olduğu gibi, lazer tabanlı yayılımda kullanılan alıcı, bir dizi fotovoltaik hücre veya bir güneş panelidir. Onlar da tutarsız olanı elektriğe dönüştürebilirler.

Cihazın temel özellikleri

Tesla bobininin gücü, elektromanyetik indüksiyon adı verilen bir süreçte yatmaktadır. Yani değişen alan potansiyel yaratır. Akım akışını sağlar. Elektrik bir tel bobinden aktığında, bobinin etrafındaki alanı belirli bir şekilde dolduran bir manyetik alan oluşturur. Diğer bazı deneylerden farklı olarak yüksek voltaj, Tesla bobini birçok test ve denemeden geçmiştir. Süreç oldukça zahmetli ve uzundu, ancak sonuç başarılı oldu ve bu nedenle bilim adamı tarafından başarıyla patentlendi. Belirli bileşenlerin varlığında böyle bir bobin oluşturabilirsiniz. Uygulama için aşağıdaki malzemeler gereklidir:

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

Tesla Cihaz Uygulama Aşamaları

İlk önce küçük bir yuva yerleştirmeniz gerekir. üst parça telin bir ucunu etrafına sarmak için borular. Telleri üst üste bindirmemeye veya boşluklar oluşturmamaya dikkat ederek bobini yavaşça ve dikkatli bir şekilde sarın. Bu adım en zor ve sıkıcı kısımdır ancak harcanan zaman çok kaliteli ve iyi bir bobin verecektir. Her 20 turda bir, sargının etrafına maskeleme bandı halkaları yerleştirilir. Bariyer görevi görürler. Bobinin çözülmeye başlaması durumunda. Bittiğinde, sarımın üst ve alt kısmına sıkı bir bant sarın ve 2 veya 3 kat emaye püskürtün.

Ardından, birincil ve ikincil pili pile bağlamanız gerekir. Sonra - transistörü ve direnci açın. Daha küçük sargı birincildir ve daha uzun sargı ikincildir. İsteğe bağlı olarak borunun üzerine alüminyum küre takabilirsiniz. Ayrıca, ikincilin açık ucunu anten görevi görecek olan eklenene bağlayın. Gücü açtığınızda ikincil cihaza dokunmamak için her şeyi büyük bir dikkatle oluşturmanız gerekir.

Kendi başınıza satılırsa yangın riski vardır. Anahtarı çevirmeniz, yanına bir akkor lamba takmanız gerekir. Kablosuz cihaz enerji aktarın ve ışık gösterisinin tadını çıkarın.

Güneş enerjisi sistemi üzerinden kablosuz iletim

Geleneksel kablolu güç dağıtım yapılandırmaları, tipik olarak dağıtılmış cihazlar ve tüketici birimleri arasında kablolar gerektirir. Bu durum, sistem kablolama maliyetlerinin maliyeti kadar bir çok kısıtlama oluşturmaktadır. İletimde meydana gelen kayıplar. Dağıtımdaki atıkların yanı sıra. İletim hattı direnci tek başına üretilen enerjinin yaklaşık %20-30'u kadar bir kayba yol açar.

En gelişmiş kablosuz güç iletim sistemlerinden biri, güneş enerjisi kullanılarak iletilmesine dayanmaktadır. mikrodalga fırın veya bir lazer ışını. Uydu, durağan yörüngeye yerleştirilmiştir ve fotovoltaik hücrelerden oluşur. dönüşecekler Güneş ışığı mikrodalga jeneratörüne güç sağlamak için kullanılan bir elektrik akımına dönüşür. Ve buna göre, mikrodalgaların gücünü fark eder. Bu voltaj radyo iletişimi kullanılarak iletilir ve alınır. Baz istasyonu. Anten ve doğrultucu kombinasyonudur. Ve tekrar elektriğe dönüştürülür. AC veya DC güç gerektirir. Uydu, 10 MW'a kadar RF gücü iletebilir.

Bir DC dağıtım sisteminden bahsedersek, bu bile imkansızdır. Güç kaynağı ve cihaz arasında bir konektör gerektirdiğinden. Şöyle bir resim var: Sistem tamamen kablolardan yoksun, evlerde elektriksiz AC gücü alabileceğiniz bir yer. ek cihazlar. Cep telefonunuzu prize fiziksel olarak bağlamanıza gerek kalmadan şarj etmenin mümkün olduğu yerler. Elbette böyle bir sistem mümkündür. Ve birçok modern araştırmacı, elektriğin uzaktan kablosuz iletimi için yeni yöntemler geliştirmenin rolünü incelerken, modernize edilmiş bir şey yaratmaya çalışıyor. Ekonomik bileşen açısından bakıldığında, bu tür cihazların her yere getirilmesi ve standart elektriği doğal elektrikle değiştirmesi devletler için tamamen faydalı olmayacaktır.

Kablosuz sistemlerin kökenleri ve örnekleri

Bu kavram aslında yeni değil. Tüm bu fikir, 1893'te Nicholas Tesla tarafından geliştirildi. Kablosuz iletim tekniklerini kullanarak aydınlatıcı vakum tüpleri sistemi geliştirdiğinde. Maddi formda ifade edilen çeşitli şarj kaynakları olmadan dünyanın var olduğunu hayal etmek imkansızdır. Cep telefonlarını, ev robotlarını, MP3 çalarları, bilgisayarları, dizüstü bilgisayarları ve diğer taşınabilir aygıtları şarj olmadan kendi kendine şarj edebilecek hale getirmek. ek bağlantılar, kullanıcıları kalıcı kablolardan kurtarır. Bu cihazlardan bazıları gerekmeyebilir bile. Büyük bir sayı elementler. Kablosuz güç aktarımının tarihi oldukça zengindir ve esas olarak Tesla, Volta ve diğerlerinin gelişmeleri sayesindedir, ancak bugün fizik biliminde yalnızca veri olarak kalmaktadır.

Temel prensip, doğrultucular ve filtreler kullanarak AC gücü DC gerilime dönüştürmektir. Ve sonra - üzerinde orijinal değere dönüşte yüksek frekans invertörler kullanarak. Bu düşük voltajlı, oldukça salınımlı AC gücü daha sonra birincil transformatörden ikincil transformatöre iletilir. Doğrultucu, filtre ve regülatör kullanılarak DC gerilime dönüştürülür. AC sinyali, akımın sesi nedeniyle doğrudan olur. Köprü doğrultucu bölümünü kullanmanın yanı sıra. Alınan DC sinyali, bir osilatör devresi olarak işlev gören bir geri besleme sargısından geçirilir. Aynı zamanda, transistörü birincil dönüştürücüye soldan sağa doğru iletmeye zorlar. Akım geri besleme sargısından geçtiğinde, karşılık gelen akım sağdan sola yönde transformatörün primerine akar.

Ultrasonik enerji transferi bu şekilde çalışır. Sinyal, AC uyarısının her iki yarım döngüsü için sensör aracılığıyla üretilir. Ses frekansı, jeneratör devrelerinin titreşimlerinin nicel göstergelerine bağlıdır. Bu AC sinyali, transformatörün sekonder sargısında görünür. Ve başka bir nesnenin dönüştürücüsüne bağlandığında, AC voltajı 25 kHz'dir. Bir düşürücü transformatörde içinden bir okuma görünür.

Bu AC voltajı bir köprü doğrultucu ile eşitlenir. Ardından, LED'i sürmek için 5V'luk bir çıkış elde etmek üzere filtrelendi ve düzenlendi. Kondansatörden gelen 12V çıkış voltajı, DC fan motorunu çalıştırması için güç sağlamak için kullanılır. Yani fizik açısından elektriğin iletimi oldukça gelişmiş bir alandır. Bununla birlikte, uygulamanın gösterdiği gibi, kablosuz sistemler tam olarak geliştirilmemiş ve iyileştirilmemiştir.

Uzun yıllardır bilim adamları elektrik maliyetlerini en aza indirme konusuyla uğraşıyorlar. Yemek yemek Farklı yollar ve öneriler, ancak yine de en ünlü teori, elektriğin kablosuz iletimidir. Nasıl yapıldığını, mucidi kim olduğunu ve neden henüz hayata geçirilmediğini düşünmeyi öneriyoruz.

teori

Kablosuz elektrik tam anlamıyla iletimdir elektrik enerjisi teller olmadan. İnsanlar genellikle elektrik enerjisinin kablosuz iletimini radyo, cep telefonu veya Wi-Fi İnternet erişimi gibi bilgilerin iletimi ile karşılaştırır. Temel fark, radyo veya mikrodalga iletiminin, başlangıçta iletim için harcanan enerjiyi değil, tam olarak bilgiyi geri yüklemeyi ve taşımayı amaçlayan bir teknoloji olmasıdır.

Kablosuz elektrik, nispeten yeni bir teknoloji alanıdır, ancak hızla büyüyen bir alandır. Artık enerjiyi verimli ve güvenli bir şekilde bir mesafe boyunca kesintisiz olarak aktarmak için yöntemler geliştirilmektedir.

Kablosuz elektrik nasıl çalışır?

Ana çalışma, radyo yayıncılığında olduğu gibi, tam olarak manyetizma ve elektromanyetizmaya dayanmaktadır. Endüktif şarj olarak da bilinen kablosuz şarj, birkaç basit çalışma prensibine dayanmaktadır, özellikle teknoloji iki bobin gerektirir. Birlikte alternatif, sabit olmayan bir akım manyetik alanı oluşturan bir verici ve alıcı. Bu alan da alıcı bobinde bir gerilime neden olur; bu, bir mobil cihaza güç sağlamak veya bir pili şarj etmek için kullanılabilir.

Bir telden elektrik akımı yönlendirirseniz, kablonun etrafında dairesel bir manyetik alan oluşur. Manyetik alan hem döngüyü hem de bobini etkilemesine rağmen, kendisini en güçlü şekilde kabloda gösterir. İçinden elektrik akımı geçmeyen ikinci bir tel bobini alıp birinci bobinin manyetik alanına yerleştirdiğinizde, birinci bobinden gelen elektrik akımı manyetik alan ve ikinci bobin aracılığıyla iletilerek endüktif bir bağlantı oluşturur.

Örnek olarak elektrikli diş fırçasını ele alalım. İçinde, şarj cihazı, içindeki bükülmüş bir tele elektrik akımı gönderen bir prize bağlıdır. şarj cihazı bu da bir manyetik alan yaratır. Diş fırçasının içinde ikinci bir bobin vardır, akım akmaya başladığında ve oluşan manyetik alan sayesinde fırça 220 V güç kaynağına doğrudan bağlanmadan şarj olmaya başlar.

Hikaye

Elektrik hatlarının iletimi ve dağıtımına alternatif olarak kablosuz enerji iletimi ilk olarak Nikola Tesla tarafından önerildi ve gösterildi. 1899'da Tesla, bir güç kaynağından yirmi beş mil uzakta bulunan bir flüoresan lamba tarlasını kablo kullanmadan çalıştırmak için kablosuz bir iletim sundu. Ancak o zamanlar Tesla'nın deneyiminin gerektirdiği özel elektrik jeneratörlerini yapmaktansa 25 millik bakır tel çekmek daha ucuzdu. Ona asla bir patent verilmedi ve buluş bilim kutusunda kaldı.

Tesla, 1899'da kablosuz iletişimin pratik olanaklarını gösteren ilk kişi iken, bugün satışta çok az cihaz var, bunlar kablosuz fırçalar, kulaklıklar, telefon şarj cihazları ve daha fazlası.

Kablosuz teknoloji

Kablosuz güç iletimi, elektrik enerjisinin veya gücün kablolar olmadan bir mesafe boyunca iletilmesini içerir. Böylece, temel teknoloji elektrik, manyetizma ve elektromanyetizma kavramlarına dayanmaktadır.

Manyetizma

Belirli malzeme türlerinin birbirini çekmesine veya itmesine neden olan temel bir doğa gücüdür. Dünyanın kutupları tek kalıcı mıknatıs olarak kabul edilir. Döngüdeki akım akışı, alternatif akım (AC) üretmek için gereken hız ve süre bakımından salınımlı manyetik alanlardan farklı manyetik alanlar üretir. Bu durumda ortaya çıkan kuvvetler aşağıdaki şemada gösterilmiştir.

Elektromanyetizma, alternatif elektrik ve manyetik alanların birbirine bağımlılığıdır.

Manyetik indüksiyon

İletken bir döngü bir AC güç kaynağına bağlanırsa, döngü içinde ve çevresinde salınımlı bir manyetik alan oluşturur. İkinci iletken halka yeterince yakınsa, bu salınımlı manyetik alanın bir kısmını toplayacak ve bu da ikinci bobinde bir elektrik akımı oluşturacak veya indükleyecektir.

Video: elektriğin kablosuz iletimi nasıl

Bu nedenle, manyetik indüksiyon olarak bilinen bir döngüden veya bobinden diğerine elektriksel bir güç aktarımı vardır. Bu fenomenin örnekleri elektrik transformatörleri ve bir jeneratör. Bu kavram, Faraday'ın elektromanyetik indüksiyon yasalarına dayanmaktadır. Orada, bobine bağlı manyetik akıda bir değişiklik olduğunda, bobinde indüklenen EMF'nin, bobinin sarım sayısı ile akının değişim oranının ürününe eşit olduğunu belirtir.

güç debriyajı

Bu kısım, bir cihaz başka bir cihaza güç iletemediğinde gereklidir.

Bir nesnenin manyetik alanı, ulaşabileceği diğer cihazlarla bir elektrik akımı indükleyebildiğinde bir manyetik bağlantı üretilir.

İki cihaz, bir telin diğer telin uçlarında elektromanyetik indüksiyon yoluyla bir voltaj indüklediğinde akımda bir değişiklik meydana gelecek şekilde tasarlandıklarında, karşılıklı olarak endüktif olarak bağlanmış veya manyetik olarak bağlanmış oldukları söylenir. Bunun nedeni karşılıklı endüktanstır.

teknoloji

Karşılıklı olarak endüktif olarak bağlanmış veya manyetik olarak bağlanmış iki cihaz, bir tel diğer telin uçlarında bir voltajı indüklediğinde akımdaki değişikliğin elektromanyetik indüksiyon tarafından üretileceği şekilde tasarlanmıştır. Bunun nedeni karşılıklı endüktanstır.
Endüktif kuplaj, kablosuz çalışabilmesi ve şok direnci nedeniyle tercih edilmektedir.

Rezonant endüktif kuplaj, endüktif kuplaj ve rezonansın bir kombinasyonudur. Rezonans kavramını kullanarak iki nesneyi birbirinin sinyallerine bağlı olarak çalıştırabilirsiniz.

Yukarıdaki şemadan da görebileceğiniz gibi rezonans, bobinin endüktansını sağlar. Kondansatör sargıya paralel bağlanır. Enerji arasında ileri geri hareket edecek manyetik alan bobini çevreleyen ve kapasitörün etrafındaki elektrik alanı. Burada radyasyon kayıpları minimum olacaktır.

Kablosuz iyonize iletişim kavramı da var.

Aynı zamanda mümkün, ancak burada biraz daha çaba göstermeniz gerekiyor. Bu teknik doğada zaten var, ancak 2,11 M/m'den yüksek bir manyetik alana ihtiyaç duyduğu için onu uygulamak için neredeyse hiçbir neden yok. Özellikle özel toplayıcıların yardımıyla ısı enerjisini uzak mesafelere gönderen ve ileten girdap üretecinin geliştiricisi olan parlak bilim adamı Richard Volras tarafından geliştirilmiştir. Böyle bir bağlantının en basit örneği yıldırımdır.

Avantajlar ve dezavantajlar

Tabii ki, bu buluşun kablolu yöntemlere göre avantajları ve dezavantajları vardır. Sizi bunları düşünmeye davet ediyoruz.

Avantajlar şunları içerir:

1. Tellerin tamamen yokluğu;
2. Güç kaynağı gerekmez;
3. Pil ihtiyacı ortadan kalkar;
4. Enerji daha verimli aktarılır;
5. Önemli ölçüde daha az bakım gerektirir.

Dezavantajları aşağıdakileri içerir:

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