Teória Tesla: Kto vyhrá preteky o bezdrôtové napájanie?

Reklama

Keď uvažujete o bezdrôtovom napájaní, pretekajú obrazy bleskov jedna Tesla cievka 10 z najlepších Tesla Coils hudobných videí na YouTubeNikola Tesla sa právom považuje za jednu z najväčších vedeckých myslí všetkých čias. Jeho priekopnícka práca ako inžinier, najmä v oblasti elektriny a elektromagnetizmu, znamená, že jeho meno je synonymom ... Čítaj viac na iného pravdepodobne príde na myseľ, alebo možno obrázky momentu, kedy Frankensteinove monštrum ožilo.

Aj keď sa táto myšlienka javí smiešne a takmer nemožná, možno vás prekvapí, že bezdrôtové napájanie sa rýchlo stáva realitou.

Existuje veľa teórií a návrhov na uskutočnenie futuristického činu prenosu elektrickej energie do vzduchu zariadení vo vašej domácnosti - ku ktorým sa dostaneme v tomto článku - ale najskôr je dôležité porozumieť potenciálu aj obmedzeniam z veda 10 vedeckých kanálov YouTube, ktoré nemôžete minúťSlovo veda v podstate znamená vedomosti a práve toto hľadanie vedomostí a porozumenia viedlo ľudstvo k vrcholu jeho moci. Web ponúka dostatok príležitostí na rozptýlenie týchto znalostí ... Čítaj viac

za týmito pokusmi.

Čo je bezdrôtové napájanie?

Keď väčšina ľudí myslí na elektrinu, myslia na tradičnú zástrčku s dvoma alebo dvoma vodičmi, ktorá má kladný pól, záporný pól a niekedy aj uzemňovací vodič. Kladné a záporné svorky tvoria v podstate elektrický obvod, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Toto je najjednoduchší príklad elektrického obvodu. Skutočne, odstránenie spínača by bolo jednoduchšie, ale pochopíte.

Svorky „+“ a „-“ batérie sú červené a čierne vodiče vo vašej zástrčke, či už pripájate lampu, počítač alebo čokoľvek iné.

Na svojej základnej úrovni sa dá elektrina opísať ako tok „prúdu“ z pozitívnych na negatívne terminály. Chcem sa vyhnúť teoretickej diskusii o pohybe skutočných nabitých častíc. Len pochopte, že na napájanie elektrického zariadenia je potrebný rozdiel napätia medzi týmito dvoma svorkami.

Ako je možné otočiť systém, ktorý zjavne závisí od vodiča, ako je elektrický vodič, kvôli toku náboja? Čo by ste mali robiť, shoot poplatok od špičky jedného vodiča k druhému? No... .sorta.

Dovoľte mi predstaviť vás, transformátor.

Toto je vlastne koncept, ktorý existuje už od čias samotnej Tesly. Zoberiete jeden drôt, ktorý nesie vaše zdrojové napätie (napríklad zapojené do elektrickej zásuvky s prúdom 60 Hz AC) a naviniete ho v mnohých slučkách. Ach, sakra, použite kúsok železa, aby ste uľahčili obalenie slučiek.

Potom zabaľte druhý drôt na krátku vzdialenosť od prvej cievky. Privediete prúd do druhej cievky, rovnako ako kúzlo.

Dobre, nie celkom kúzla, ale celkom blízko. V podstate každý drôt, ktorý má striedavé napätie, indukuje okolo neho elektromagnetické pole nazývané tok. Keď stočíte drôt, zosilníte toto pole. Do tejto cievky vsuňte magnetický materiál, ako je železo, a vy zlepšujete svoju schopnosť prenášať energiu na túto druhú cievku. Ale - tu je kicker - to isté sa môže stať priamo vo vzduchu.

Používali ste niekedy indukčnú rúru?

Ak máte možnosť vidieť jednu, otočte ju na plné teplo a položte ruku na horák. Nie, vážne - dotknite sa toho, čo sa vám páči. Nebudete spálený. Účelom týchto stočených drôtov je indukovať vírivé prúdy do liatinového riadu umiestneného na sporáku. To zase zahrieva hrniec, ktorý ohrieva jedlo.

Tento prenos elektrickej energie vzduchom funguje tak, ako fungujú generátory, motory a dokonca aj vaša nabíjačka elektrických zubných kefiek. V týchto prípadoch je to namiesto železného jadra „vzduchové jadro“. Je to tok, ktorý prenáša elektrickú energiu.

Prielom v oblasti bezdrôtového napájania

Prečo teda vedci neboli schopní bezdrôtovo preniesť energiu pomocou indukcie? Aby ste tomu porozumeli, musíte skutočne ísť k ľuďom, ktorí to všetko začali - alebo aspoň vyzdvihnúť baterku Nikola Tesly.

V 2006 príspevok publikované v Annals of Physics, výskumníci MIT opísali, ako majú v úmysle dokázať, že tieto polia by sa mohli použiť na bezdrôtový prenos energie.

Skúmame, či a do akej miery je fyzikálny jav rezonančných elektromagnetických stavov s dlhou životnosťou s lokalizáciou na efektívne prenos energie na nezanedbateľné vzdialenosti, a to aj v prítomnosti cudzích, je možné použiť pomaly vyprchávajúce obrazce poľa environmentálne objekty.

V obyčajnej angličtine vedci tvrdili, že veria, že pomocou správnej konfigurácie by sa tieto indukčné polia mohli použiť na prenos energie na diaľku, dokonca aj s prekážkami v objektoch.

A hádajte, čo do roku 2007 dokázali a svoje výsledky zverejnili v experimentálnej publikácii uverejnenej vo vedeckom časopise.

Pri použití rezonančných cievok v silne spriahnutom režime sme experimentálne demonštrovali efektívny neagresívny prenos sily na vzdialenosť až do 8-násobku polomeru cievok. Podarilo sa nám preniesť 60 wattov s ~ 40% účinnosťou na vzdialenosti viac ako 2 metre.

Bol to úžasný úspech. Pre tých z vás, ktorí ešte nie sú dobre naladení na metrický systém, sú 2 metre mierne nad šesť a pol metra. V podstate dokázali prenášať energiu z jednej cievky na druhú, vzdialenosť veľmi vysokého človeka.

Aké bolo ich tajomstvo? To sa nazývalo „rezonančné cievky“. Vyladili cievky - počet, polomer a ďalšie faktory, aby medzi týmito cievkami dosiahli určitý druh „rezonancie“.

Aby bol prenos energie praktický, je nevyhnutné, aby cievky boli rezonančné (6). Experimentálne zistíme, že energia prenášaná do záťaže prudko klesá, pretože jedna z cievok je oddelená od rezonancie.

Napriek tomu tento úspech vyvolal rýchly vývoj aplikácií pre bezdrôtové napájanie. Preteky pokračovali.

Závod na využitie sily

Pretekali.

Jeden z prvých startupov, ktorý skočil na túto technológiu na komerčné účely, bol WiTricity. Už v roku 2009 predniesol generálny riaditeľ Eric Giler ukážku bezdrôtovej technológie napájania na TEDGlobal 2009.

Nebol jediný. Mnoho spoločností okamžite skočilo na túto technológiu pre aplikácie, ktoré boli praktické a ľahké na krátke vzdialenosti. Bezdrôtové nabíjanie prenosných zariadení bolo zrejmou prvou voľbou av roku 2009 prvou indukčné nabíjacie podložky Skutočne sa nabíja Duracell myGrid a napájací kábel?Napájacie káble sú v dnešnom bezdrôtovom svete čoraz viac zastaralou koncepciou, zatiaľ však zostávajú nevyhnutnosťou. Nikto nechce byť nútený priviazať svoju elektroniku k hniezdom káblov potkanov ... Čítaj viac zasiahnuť trh.

Teraz môžete na tieto podložky umiestniť svoje mobilné zariadenia, ktoré sa budú nabíjať. Už sa nemusíte hádať kvôli napájaciemu konektoru telefónu.

Ak si myslíte, že to bol skvelý vynález, potom zvážte, ako ďaleko sa priemysel dostal od čias objavu MIT. Do roku 2011 bola spoločnosť pomenovaná Evatran vytvoril systém „Plugless Power“ pre elektrické vozidlá využívajúci indukčnú technológiu na nabíjanie elektrických vozidiel bez akýchkoľvek káblov.

Indukčné nabíjanie nie je budúcnosťou elektrických automobilov, je to už tu.

Budúcnosť bezdrôtového napájania

Teraz, keď viete, kde sa priemysel nachádza s bezdrôtovým napájaním, pozrime sa, kam to ide.

Začiatkom roku 2014 výskumníci na Kórea - pokročilý vedecký a technologický inštitút (KAIST) oznámila, že vyvinula „Dipole Coil Resonant System“, kde je to možné vytvorte „rozšírený rozsah prenosu induktívneho výkonu až do 5 metrov medzi vysielačom a prijímačom cievky. "

Tiež boli schopní zmenšiť veľkosť cievok z toho, čo tím MIT použil, čím sa celá vec stala praktickejšou (aj keď stále drahou) na komerčné účely.

Chun T. Rim, vedúci výskumného projektu, povedal Science Daily že si predstavil, že takýto systém sa používa na poskytovanie „bezdrôtových energetických horúcich bodov“ rovnako ako ľudia používajú internetové hotspoty.

Rovnako ako dnes všade vidíme zóny Wi-Fi, nakoniec budeme mať veľa zón Wi-Power na takých miestach, ako sú reštaurácie a ulice, ktoré bezdrôtovo poskytujú elektrickú energiu elektronickým zariadeniam.

Päť metrov je takmer šestnásť a pol metra. Teraz hovoríte o dĺžke typickej miestnosti v dome.

V priebehu tohto roka spoločnosť s názvom Ossia robí kolá svojou koncepciou s názvom Cota, technológia, ktorú spoločnosť sľubuje, umožní bezdrôtové nabíjanie Čo je bezdrôtové nabíjanie a ako presne to funguje? [MakeUseOf vysvetľuje]Žijeme v bezdrôtovom svete. Až na to, že nie. Iste, môžeme vysielať obrovské množstvo informácií cez vlny, ale zariadenia, ktoré sú schopné ich odosielať a prijímať, sú viazané na napájacie káble ... Čítaj viac zariadení do vzdialenosti 30 stôp od základnej stanice.

Ale samozrejme, Apple fanboys sa nebojí, vaša spoločnosť je tiež v popredí tejto hry.

V auguste spoločnosť Apple dostala dva patenty, ktoré sa týkali ich plánovanej aplikácie rezonančného indukčného bezdrôtového nabíjania energie.

Jeden patent popisuje, ako sa používatelia budú môcť pripojiť k napájaciemu zdroju - ako je hardvérový kľúč alebo zariadenie vo vnútri novšej verzie počítačový systém - a potom toto napájanie bude bezdrôtovo nabíjať všetky „primerane vyladené“ zariadenia v blízkom okolí.

Patent znie:

… Vhodne vyladené periférne zariadenie sa môže považovať za súčasť rezonančného obvodu, ktorý môže zahŕňať napájanie NFMR a akékoľvek ďalšie takto upravené periférne zariadenia.

Patent odhaľuje celý elektronický priemysel, ktorý preteká, aby využil technológiu, ktorá by mohla úplne transformovať vzhľad modernej domácnosti.

Najskôr prídu menšie zariadenia, ktoré sa ľahšie nabíjajú a majú menšie nároky na energiu. Ak však majú ostatní aktéri v indukčnej energetike o tom čo povedať, všetci domáce zariadenia - z mikrovlnnej rúry do televízora s veľkou obrazovkou - budú napájané bez akýchkoľvek napájacích káblov vôbec.

Jedného dňa sa ľudia môžu pozrieť na zásuvky v dome rovnakým spôsobom, ako sa dnes deti pozerajú na tie staré, hlúpe sieťové konektory. Bezdrôtové pripojenie pripravené alebo nie je budúcnosť - a stavím sa, že sa Nikola Tesla vo svojom hrobe smeje.

Aký je váš názor na bezdrôtové napájanie? Prijmete technológiu alebo máte nejaké obavy? Podeľte sa o svoje myšlienky v sekcii komentárov nižšie!

Obrázkové kredity: plazma Cez Shutterstock Dizajnu a / Shutterstock, photoiconix / ShutterstockMIT / rezonančné cievky, Apple Patent / USPO.gov, Evikka / Shutterstock