- Teoria
- Jak działa bezprzewodowa elektryczność
- Historia
- Technologia bezprzewodowa
- Magnetyzm
- Indukcja magnetyczna
- Sprzęgło mocy
- Technologia
- Plusy i minusy
Pomóż w opracowaniu witryny, udostępniając artykuł znajomym!
Przez wiele lat naukowcy zmagali się z problemem minimalizacji kosztów elektrycznych. Istnieją różne sposoby i sugestie, ale najbardziej znaną teorią jest bezprzewodowa transmisja energii elektrycznej. Proponujemy zastanowić się, jak to jest realizowane, kto jest jego wynalazcą i dlaczego do tej pory nie został zrealizowany.
Teoria
Bezprzewodowa energia elektryczna jest dosłownie transmisją energii elektrycznej bez przewodów. Ludzie często porównują transmisję bezprzewodową energii elektrycznej z przekazywaniem informacji, takich jak radio, telefony komórkowe lub dostęp do Internetu Wi-Fi. Główna różnica polega na tym, że transmisja radiowa lub mikrofalowa jest technologią mającą na celu przywrócenie i transport informacji, a nie energii, która pierwotnie została wydana na transmisję.
Bezprzewodowa energia elektryczna to stosunkowo nowy obszar technologii, ale dość dynamiczny. Opracowywane są metody efektywnego i bezpiecznego przesyłania energii z odległości bez przerwy.
Jak działa bezprzewodowa elektryczność
Główna praca opiera się właśnie na magnetyzmie i elektromagnetyzmie, jak to ma miejsce w przypadku nadawania. Ładowanie bezprzewodowe, znane również jako ładowanie indukcyjne, opiera się na kilku prostych zasadach działania, w szczególności technologia wymaga dwóch cewek. Nadajnik i odbiornik, które razem wytwarzają zmienne pole magnetyczne prądu stałego. Z kolei pole to powoduje napięcie w cewce odbiornika; Może to być wykorzystane do zasilania urządzenia mobilnego lub naładowania baterii.
Jeśli skierujesz prąd elektryczny przez przewód, wówczas wokół kabla powstaje okrągłe pole magnetyczne. Pomimo tego, że pole magnetyczne wpływa zarówno na pętlę, jak i cewkę, jest najbardziej widoczne na kablu. Kiedy weźmiesz drugą cewkę drutu, która nie odbiera przepływającego przez nią prądu elektrycznego, oraz miejsce, w którym instalujemy cewkę w polu magnetycznym pierwszej cewki, prąd elektryczny z pierwszej cewki będzie przekazywany przez pole magnetyczne i przez drugą cewkę, tworząc sprzężenie indukcyjne.
Jako przykład weź elektryczną szczoteczkę do zębów. Ładowarka jest w niej podłączona do gniazda, które wysyła prąd elektryczny do skręconego przewodu wewnątrz ładowarki, która wytwarza pole magnetyczne. W szczoteczce do zębów znajduje się druga cewka, kiedy prąd zaczyna płynąć do niej, dzięki utworzonemu MP, szczotka rozpoczyna ładowanie bez bezpośredniego podłączenia do sieci zasilającej 220 V.
Historia
Bezprzewodowa transmisja energii jako alternatywa dla transmisji i dystrybucji linii elektrycznych, została po raz pierwszy zaproponowana i zademonstrowana przez Nikolę Teslę. W 1899 r. Tesla przedstawiła transmisję bezprzewodową, aby zasilić pole świetlówek umieszczonych dwadzieścia pięć mil od źródła zasilania bez użycia przewodów. Ale w tym czasie taniej było wykonywać okablowanie z przewodów miedzianych przez 25 mil, zamiast budować specjalne generatory elektryczne, których wymaga doświadczenie Tesli. Nigdy nie przyznano mu patentu, a wynalazek pozostał w koszach nauki.
Podczas gdy Tesla była pierwszą osobą, która była w stanie zademonstrować praktyczne możliwości komunikacji bezprzewodowej już w 1899 r., Obecnie dostępnych jest bardzo niewiele urządzeń, są to bezprzewodowe szczotki słuchawkowe, ładujące telefony i tak dalej.
Technologia bezprzewodowa
Bezprzewodowa transmisja energii obejmuje transmisję energii elektrycznej lub mocy z odległości bez przewodów. Zatem główna technologia opiera się na koncepcji elektryczności, magnetyzmu i elektromagnetyzmu.
Magnetyzm
Jest to podstawowa siła natury, która prowokuje pewne rodzaje materiałów do przyciągania się lub odpychania. Jedynymi magnesami trwałymi są bieguny Ziemi. Przepływ prądu w obwodzie generuje pola magnetyczne, które różnią się od drgających pól magnetycznych prędkością i czasem potrzebnym do wygenerowania prądu przemiennego (AC). Siły, które pojawiają się w tym samym czasie, przedstawiają poniższy schemat.
Elektromagnetyzm jest współzależnością przemiennych pól elektrycznych i magnetycznych.
Indukcja magnetyczna
Jeśli pętla przewodząca jest podłączona do źródła zasilania prądem przemiennym, wytworzy oscylujące pole magnetyczne wewnątrz i wokół pętli. Jeśli drugi obwód przewodzący znajduje się wystarczająco blisko, przechwyci część tego oscylującego pola magnetycznego, która z kolei generuje lub indukuje prąd elektryczny w drugiej cewce.
Wideo: jak odbywa się bezprzewodowa transmisja energii elektrycznej
W ten sposób energia elektryczna jest przekazywana z jednego cyklu lub cewki do drugiej, co jest znane jako indukcja magnetyczna. Przykłady tego zjawiska są stosowane w transformatorach elektrycznych i generatorach. Koncepcja ta opiera się na prawach indukcji elektromagnetycznej Faradaya. Tam twierdzi on, że gdy następuje zmiana strumienia magnetycznego łączącego się z cewką EMF indukowaną w cewce, wartość jest równa iloczynowi liczby zwojów cewki i szybkości zmiany strumienia.
Sprzęgło mocy
Ta część jest konieczna, gdy jedno urządzenie nie może przenieść energii do innego urządzenia.
Sprzężenie magnetyczne powstaje, gdy pole magnetyczne obiektu jest zdolne do indukowania prądu elektrycznego za pomocą innych urządzeń w jego polu zasięgu.
Mówi się, że dwa urządzenia są wzajemnie sprzężone indukcyjnie lub sprzężone magnetycznie, gdy są wykonane w taki sposób, że prąd zmienia się, podczas gdy jeden drut indukuje napięcie na końcach drugiego przewodu poprzez indukcję elektromagnetyczną. Wynika to z wzajemnej indukcyjności
Technologia
Dwa urządzenia, wzajemnie sprzężone indukcyjnie lub posiadające sprzężenie magnetyczne, są wykonane tak, że zmiana prądu, w tym że jeden przewód indukuje napięcie na końcach drugiego drutu, jest wytwarzana przez indukcję elektromagnetyczną. Wynika to z wzajemnej indukcyjności.
Preferowane jest sprzężenie indukcyjne ze względu na jego zdolność do pracy bez przewodów, a także odporność na wstrząsy.
Rezonansowe sprzężenie indukcyjne jest połączeniem sprzężenia indukcyjnego i rezonansu. Korzystając z koncepcji rezonansu, można wykonać dwa obiekty w zależności od sygnałów innych.
Jak widać na powyższym diagramie, rezonans zapewnia indukcyjność cewki. Kondensator jest podłączony równolegle do uzwojenia. Energia będzie poruszać się tam i z powrotem między polem magnetycznym otaczającym cewkę a polem elektrycznym wokół kondensatora. Tutaj straty promieniowania będą minimalne.
Istnieje również koncepcja bezprzewodowej komunikacji zjonizowanej.
Jest także wcielony w życie, ale tutaj trzeba trochę więcej wysiłku. Ta technika istnieje już w przyrodzie, ale praktycznie nie ma możliwości jej wdrożenia, ponieważ wymaga ona dużego pola magnetycznego, od 2, 11 M / m 10]. Został opracowany przez genialnego naukowca Richarda Volrasa, twórcę generatora wirów, który wysyła i transmituje energię cieplną na duże odległości, w szczególności za pomocą specjalnych kolektorów. Najprostszym przykładem takiego połączenia jest piorun.
Plusy i minusy
Oczywiście wynalazek ten ma swoje zalety w stosunku do metod przewodowych i wad. Proponujemy rozważyć je.
Zalety to:
- Całkowity brak przewodów;
- Nie potrzeba zasilaczy;
- Zapotrzebowanie na baterię zostało zniesione;
- Energia jest przesyłana bardziej efektywnie;
- Niezbędne znacznie mniejsze koszty utrzymania.
Do wad należą:
- Odległość jest ograniczona;
- pola magnetyczne nie są tak bezpieczne dla ludzi;
- bezprzewodowa transmisja elektryczności, używanie mikrofal lub innych teorii jest praktycznie niemożliwe w domu i własnymi rękami;
- wysoki koszt instalacji.