Tesla teooria: kes võidab võistluse traadita energia saamiseks?

Reklaam

Kui mõelda juhtmevabast energiast, siis pilte välkkiirelt võidusõidust üks Tesla mähis 10 parimat Tesla Rooli muusikavideot YouTube'isNikola Teslat peetakse õigustatult kõigi aegade suurimaks teaduslikuks mõttemaailmaks. Tema teedrajav töö insenerina, eriti elektri ja elektromagnetismi valdkonnas, tähendab, et tema nimi on sünonüüm ... Loe rohkem mõnele teisele ilmselt meelde tuleb või võib-olla pilte sellest hetkest, kui Frankensteini koletis ellu tuli.

Kuigi idee tundub naeruväärne ja peaaegu võimatu, võite olla üllatunud, kui teate, et traadita energia on kiiresti muutumas reaalsuseks.

Elektrienergia edastamine õhu kaudu futuristlikule saavutusele on esitatud mitmeid teooriaid ja ettepanekuid kodus olevad seadmed - mille juurde me selles artiklis tutvume -, kuid esiteks on oluline mõista nii potentsiaali kui ka piiranguid kohta teadus 10 Science YouTube'i kanalit, millest te ei saa puudust tundaSõna teadus tähendab sisuliselt teadmisi ja just see õppimise ja mõistmise otsimine on viinud inimkonna oma jõu kõrgusele. Veeb pakub palju võimalusi nende teadmiste levitamiseks ...

Loe rohkem nende katsete taga.

Mis on traadita energia?

Kui enamik inimesi mõtleb elektrienergiale, mõtlevad nad traditsioonilisele ühe või kahe juhtme pistikule, millel on positiivne, negatiivne ja mõnikord ka maandusjuhe. Positiivsed ja negatiivsed klemmid moodustavad sisuliselt elektriskeemi, nagu on näidatud alloleval joonisel.

See on elektriahela lihtsaim näide. Noh, tegelikult oleks lüliti eemaldamine lihtsam, aga asja saate aru.

Aku “+” ja “-” klemmid on toitepistiku punased ja mustad juhtmed, olenemata sellest, kas ühendate lampi, arvutit või midagi muud.

Selle põhitasemel võib elektrit kirjeldada kui "voolu" voolu positiivsetest negatiivsetele klemmidele. Ma väldin tegelike laetud osakeste liikumise teoreetilist arutelu. Mõista vaid, et elektriseadme toiteks on vaja nende kahe klemmi vahelist pingeerinevust.

Niisiis, kuidas on võimalik pöörata süsteemi, mis sõltub ilmselgelt juhist, näiteks elektrijuhtmest, laadimisvoolu jaoks? Mida sa peaksid tegema, tulistama laeng ühe juhtme otsast teise? Noh... .sorta.

Las ma tutvustan teid, trafot.

See on tegelikult mõiste, mis on kehtinud juba Tesla enda ajast. Võtate ühe juhtme, mis kannab oma toiteallikat (ühendatud näiteks 60 Hz vahelduvvoolu pistikupessa) ja kerige see ümber paljude ahelate. Kurat, kasutage rauatükki, et silmuseid oleks lihtne mähkida.

Seejärel mähkige teine ​​traat esimesest mähisest veidi kaugemale. Te indutseerite voolu teises mähises, nagu maagia.

Okei, mitte päris võluväel, aga üsna lähedal. Põhimõtteliselt indutseerib iga vahelduvpingega juhe selle ümber elektromagnetilise välja, mida nimetatakse räbuks. Traadi mähimisel võimendate seda välja. Libistage sellesse mähisesse magnetiline materjal, näiteks raud, ja see parandab teie võimet energiat teisele mähisele üle kanda. Kuid - siin on kicker - sama asi võib juhtuda ka otse läbi õhu.

Kas olete kunagi kasutanud induktsioonahju?

Kui teil on võimalus seda näha, keerake see täielikult kuumuseni ja asetage käsi põleti kohale. Ei, tõsiselt - puudutage seda kõike, mis teile meeldib. Teid ei põletata. Need mähitud juhtmed on mõeldud pöörisvoolude esilekutsumiseks pliidile asetatud malmist köögitarvetes. See soojendab omakorda potti, mis soojendab toitu.

Elektrienergia edastamine õhu kaudu on see, kuidas generaatorid, mootorid ja isegi teie elektriline hambaharjalaadija töötavad. Nendel juhtudel on rauasisüdamiku asemel see "õhusüdamik". Elektrienergiat edastab valgusvoog.

Läbimurded traadita toites

Niisiis, miks pole teadlased varem suutnud induktsiooni abil energiat juhtmevabalt edastada? Noh, selle mõistmiseks peate tõesti minema nende inimeste juurde, kes selle kõik alustasid - või vähemalt, tõstsid üles Nikola Tesla tõrviku.

Sees 2006. aasta paber avaldatud ajakirjas Physics Annals, kirjeldasid MIT-i teadlased, kuidas nad kavatsesid tõestada, et neid välju saab kasutada jõu juhtmevabaks edastamiseks.

Uurime, kas ja mil määral on pikaajaliste resonantse elektromagnetiliste olekute füüsikalised nähtused koos lokaliseeritud aeglaselt kahanevaid väljamustreid saab kasutada energiatõhusaks ülekandmiseks mitteoluliste vahemaade tagant, isegi võõraste juuresolekul keskkonnaobjektid.

Lihtsalt inglise keeles ütlesid teadlased, et nad uskusid, et õiget konfiguratsiooni kasutades saab neid induktsioonivälju kasutada jõu ülekandmiseks kaugelt, isegi siis, kui objektid on teel.

Ja arvake ära, mis 2007. aastaks nad seda tõestasid ja avaldasid oma tulemused ajakirjas Science avaldatud eksperimentaalpaberis.

Kasutades tugevalt sidestatud režiimis iseresonantseid mähiseid, demonstreerisime katseliselt efektiivset mitteradiatiivset jõuülekannet mähiste raadiusest kuni 8-kordse vahemaa korral. Suutsime ületada 60 vatti, mille efektiivsus oli ~ 40%, kui vahemaa ületab 2 meetrit.

See oli hämmastav saavutus. Neile teist, kes pole veel meetrisüsteemi hästi häälestatud, on 2 meetrit pisut üle kuue ja poole jala. Põhimõtteliselt võiksid nad jõudu ühelt mähiselt teisele üle kanda, väga pika inimese kauguselt.

Mis oli nende saladus? See oli see, mida nad nimetasid “resonantsmähisteks”. Nad täpsustasid mähiseid - arvu, raadiust ja muid tegureid, et saavutada kahe mähise vahel omamoodi “resonants”.

Et jõuülekanne oleks praktiline, on oluline, et mähised oleksid resonantsil (6). Eksperimentaalselt leiame, et koormusele edastatav jõud langeb järsult, kuna üks poolidest on resonantsi tõttu kahanenud.

Vaatamata sellele käivitas see saavutus traadita ühenduse toiterakenduste kiire arengu. Võistlus oli käimas.

Võim kasutada jõudu

Race nad tegid.

Üks esimesi alustavaid ettevõtteid, kes hüppas sellele tehnoloogiale ärilistel eesmärkidel, oli WiTricity. Juba 2009. aastal esitas tegevjuht Eric Giler TEDGlobal 2009 traadita energiatehnoloogia tutvustamise.

Ta polnud ainus. Paljud ettevõtted hakkasid seda tehnoloogiat kohe kasutama rakenduste jaoks, mis olid praktilised ja hõlpsad väikeste vahemaade tagant. Traadita laadimisega kaasaskantavad seadmed olid ilmselgelt esimene valik ja 2009. aastal esimene induktiivsed laadimispadjad Kas Duracelli myGrid laeb sama hästi kui toitejuhe?Toitejuhtmed on tänapäeva juhtmeta maailmas üha vananenud kontseptsioon, kuid seni on need endiselt vajalik. Keegi ei taha olla sunnitud oma elektroonikat siduma roti nööride pesaga ... Loe rohkem lüüa turule.

Nüüd saate oma mobiilseadmed nendele padjadele paigutada ja need laadivad. Enam pole vaja telefoni toitepistiku järele ringi tuhiseda.

Kui arvate, et see oli lahe leiutis, siis mõelge, kui kaugele on tööstus jõudnud MIT-i avastuste päevilt. Aastaks 2011 oli ettevõte nimega Evatran lõi elektriautodele süsteemi „Plugless Power”, kasutades induktsioonitehnoloogiat elektrisõidukite laadimiseks ilma kaabliteta.

Induktiivne laadimine pole elektriautode tulevik, see on juba siin.

Traadita energia tulevik

Nüüd, kui teate, kus juhtmevaba toiteallikaga tööstus on, vaatame, kuhu see läheb.

2014. aasta alguses olid teadlased Korea täiustatud teaduse ja tehnoloogia instituut (KAIST) teatas, et on võimaluse korral välja töötanud „Dipool-mähise resonantssüsteemi“ luua „induktiivse jõuülekande laiendatud vahemik, saatja ja vastuvõtja vahel kuni 5 meetrit mähised. ”

Samuti suutsid nad vähendada mähiste suurust sellest, mida MITi meeskond oli kasutanud, muutes kogu asja ärilistel eesmärkidel praktilisemaks (ehkki ikkagi kalliks).

Chun T. Uurimisprojekti juht Rim rääkis Science Daily et ta kujutas ette, et sellist süsteemi kasutatakse nn traadita energia pidevate punktide pakkumiseks, just nagu inimesed kasutavad Interneti levialasid.

Nii nagu näeme täna kõikjal WiFi-tsoone, on meil lõpuks paljudes WiFi-tsoonides sellistes kohtades nagu restoranid ja tänavad, mis pakuvad juhtmevabalt elektrienergiat elektroonilistele seadmetele.

Viis meetrit on peaaegu kuusteist ja pool jalga. Nüüd räägite majas tavalise toa pikkusest.

Kogu selle aasta jooksul on Ossia-nimeline ettevõte teinud ringi oma kontseptsiooniga Cota - tehnoloogia, mida ettevõte lubab võimaldada traadita laadimine Mis on traadita laadimine ja kui täpselt see töötab? [MakeUseOf selgitab]Me elame traadita maailmas. Välja arvatud meil. Muidugi, me võime saata tohutul hulgal teavet kogu raadiolainete kaudu, kuid seadmed, mis on võimelised seda saatma ja vastu võtma, on ühendatud toitejuhtmetega ... Loe rohkem kuni 30 jala kaugusel tugijaamast.

Kuid muidugi pole Apple'i fännipoistel hirmu, ka teie ettevõte on selle mängu esirinnas.

Augustis sai Apple kaks patenti, mis olid seotud resonants-induktsiooni traadita energia laadimise kavandatud rakendusega.

Üks patent kirjeldab, kuidas kasutajad saavad toiteallika, näiteks dongli või uuema seadme sisse ühendada arvutisüsteem - ja siis laadib see toiteallikas juhtmevabalt kõiki “sobivalt häälestatud” seadmeid läheduses.

Patendi tekst on järgmine:

… Sobivalt häälestatud välisseadet võib pidada resonantsahela osaks, mis võib sisaldada NFMR-i toiteallikat ja kõiki muid sel viisil häälestatud välisseadmeid.

Patendis paljastatakse kogu elektroonikatööstus, kes võidab tehnoloogia, mis saaks täielikult muuta moodsa majapidamise väljanägemist.

Esiteks tulevad väiksemad seadmed, mida on lihtsam laadida, väiksema energiatarbega. Kui aga teistel induktsioonienergia valdkonna mängijatel on selle kohta midagi öelda, siis kõik kodumasinad - alates mikrolaineahjust kuni suure ekraaniga televiisorini - saavad toite ilma voolujuhtmeteta mis iganes.

Ühel päeval võivad inimesed vaadata maja pistikupesi samamoodi nagu tänapäeval vaatavad lapsed neid vanu, tobedaid pistikupesasid. Valmis või mitte, traadita energia on tulevik - ja ma võin kihla vedada, et Nikola Tesla naerab oma haual.

Kuidas suhtute traadita energiasse? Kas võtate selle tehnoloogia omaks või on teil probleeme? Jagage oma mõtteid allpool olevas kommentaaride jaotises!

Pildikrediidid: Plasma Shutterstocki kaudu, Kujundus / aknaluuk, photoiconix / ShutterstockMIT / resonantsmähised, Apple Patent / USPO.gov, Evikka / Shutterstock