Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Багато років вчені б'ються над питанням мінімізації електричних витрат. Є різні способи і пропозиції, але все, же найвідомішою теорією є бездротова передача електрики. Пропонуємо розглянути, як вона виконується, хто є її винахідником і чому поки що її не був втілений в життя.

теорія

Бездротове електрику - це буквально передача електричної енергії без проводів. Люди часто порівнюють бездротову передачу електричної енергії з передачею інформації, наприклад, радіо, стільникові телефони, або Wi-Fi доступ в Інтернет. Основна відмінність полягає в тому, що з радіо-або СВЧ-передач - це технологія, спрямована на відновлення і транспортування саме інформації, а не енергії, яка спочатку була витрачена на передачу.

Бездротовий електроенергії є відносно новою сферою технології, але досить динамічно розвивається. Зараз розробляються методи, як ефективно і безпечно передавати енергію на відстані без перебоїв.

Як працює бездротове електрику

Основна робота заснована саме на магнетизм і електромагнетизм, як і в випадку з радіомовленням. Бездротова зарядка, також відома як індуктивна зарядка, заснована на кількох простих принципах роботи, зокрема технологія вимагає наявності двох котушок. Передавача і приймача, які разом генерують змінне магнітне поле непостійного струму. У свою чергу це поле викликає напругу в котушці приймача; це може бути використано для живлення мобільного пристрою або зарядки акумулятора.

Якщо направити електричний струм через провід, то навколо кабелю створюється круговий магнітне поле. Незважаючи на те, що магнітне поле впливає і на петлю, і на котушку найсильніше воно проявляється саме на кабелі. Коли візьмете другий моток дроту, на який не надходить електричний струм, що проходить через нього, і місце, в яке ми встановимо котушку в магнітному полі першої котушки, електричний струм від першої котушки буде передаватися через магнітне поле і через другу котушку, створюючи індуктивний зв'язок.

Як приклад візьмемо електричну зубну щітку. У ній зарядний пристрій підключено до розетки, яка відправляє електричний струм на кручений дріт всередині зарядного пристрою, що створює магнітне поле. Існує друга котушка всередині зубної щітки, коли струм починає надходити і на неї, завдяки утворився МП, починається заряд щітки без її безпосереднього підключення до мережі живлення 220 В.

Історія

Бездротова передача енергії в якості альтернативи передачі і розподілу електричних ліній, вперше була запропонована і продемонстрована Нікола Тесла. У 1899 році Тесла презентував бездротову передачу на харчування поля люмінесцентних ламп, розташованих в двадцяти п'яти милях від джерела живлення без використання проводів. Але в той час було дешевше зробити проводку з мідних проводів на 25 миль, а не будувати спеціальні електрогенератори, яких вимагає досвід Тесла. Патент йому так і не видали, а винахід залишилося у схронах науки.

У той час як Тесла був першою людиною, яка змогла продемонструвати практичні можливості бездротового зв'язку ще в 1899 році, сьогодні, у продажу є зовсім небагато приладів, це бездротові щітки навушники, зарядки для телефонів та інше.

Бездротова технологія

Бездротової передачі енергії включає в себе передачу електричної енергії або потужності на відстані без проводів. Таким чином, основна технологія лежить на концепції електроенергії, магнетизму і електромагнетизму.

магнетизм

Це фундаментальна сила природи, яка провокує певні типи матеріалу притягувати або відштовхувати один одного. Єдиними постійними магнітами вважаються полюса Землі. Струм потоку в контурі генерує магнітні поля, які відрізняються від коливальних магнітних полів швидкістю і часом, потрібним для генерації змінного струму (AC). Сили, які при цьому виникають, зображує схема нижче.

Так з'являється магнетизм

Електромагнетизм - це взаємозалежність змінних електричних і магнітних полів.

магнітна індукція

Якщо проводить контур підключений до джерела живлення змінного струму, він буде генерувати коливальний магнітне поле всередині і навколо петлі. Якщо другий проводить контур розташований досить близько, він захопить частину цього коливається магнітного поля, яке в свою чергу породжує або індукує електричний струм в другій котушці.

Відео: як відбувається бездротова передача електрики

Таким чином, відбувається електрична передача потужності від одного циклу або котушки до іншої, що відомо як магнітна індукція. Приклади такого явища використовуються в електричних трансформаторах і генератора. Це поняття засноване на законах електромагнітної індукції Фарадея. Там, він стверджує, що, коли є зміна магнітного потоку, що з'єднується з котушкою ЕРС, індукованої в котушці, то величина дорівнює добутку числа витків котушки і швидкості зміни потоку.

електричний трансформатор

потужностного муфта

Ця деталь необхідна, коли один пристрій не може передавати енергію на інший прилад.

Магнітна зв'язок генерується, коли магнітне поле об'єкта здатне індукувати електричний струм з іншими пристроями в поле його досяжності.

Два пристрої, як кажуть, взаємно індуктивно-або магнітну зв'язок, коли вони виконані так, що зміна струму при тому, що один провід індукує напругу на кінцях іншого проводу за допомогою електромагнітної індукції. Це пов'язано з взаємної індуктивності

технологія

Принцип індуктивного зв'язку

Два пристрої, взаємно індуктивно-зв'язані або мають магнітну зв'язок, виконані так, що зміна струму при тому, що один провід індукує напругу на кінцях іншого проводу, проводиться за допомогою електромагнітної індукції. Це пов'язано з взаємною індуктивністю.
Індуктивна зв'язок є кращою з-за її здатності працювати без проводів, а також стійкості до ударів.

Резонансна індуктивний зв'язок є поєднанням індуктивного зв'язку та резонансу. Використовуючи поняття резонансу можна змусити два об'єкти працювати залежно від сигналів один одного.

Концепція резонансу індуктивного зв'язку

Як видно зі схеми вище, резонанс забезпечує індуктивність котушки. Конденсатор підключений паралельно до обмотки. Енергія буде переміщатися назад і вперед між магнітним полем, що оточує котушку і електричним полем навколо конденсатора. Тут втрати на випромінювання буде мінімальними.

Існує також концепція бездротової іонізованої зв'язку.

Вона теж можна втілити в життя, але тут необхідно докласти трохи більше зусиль. Ця техніка вже існує в природі, але навряд чи є доцільність її реалізації, оскільки вона потребує високого магнітному полі, від 2, 11 М / м 10]. Її розробив геніальний вчений Річард Волрас, розробник вихрового генератора, який посилає і передає енергію тепла на величезні відстані, зокрема за допомогою спеціальних колекторів. Найпростішою приклад такого зв'язку - це блискавка.

Плюси і мінуси

Звичайно, у цього винаходу є свої переваги перед дротяними методиками, і недоліки. Пропонуємо їх розглянути.

До переваг належать:

  1. Повна відсутність проводів;
  2. Не потрібні джерела живлення;
  3. Необхідність батареї скасовується;
  4. Більш ефективно передається енергія;
  5. Значно менше потрібно технічного обслуговування.

До недоліків же можна віднести наступне:

  • Відстань обмежена;
  • магнітні поля не так вже й безпечні для людини;
  • бездротова передача електрики, за допомогою мікрохвиль або інших теорій практикується в домашніх умовах і своїми руками;
  • висока вартість монтажу.

Допоможіть розробці сайту, ділитися статтею з друзями!

Категорія: