Teoria Tesla: Cine va câștiga cursa pentru puterea wireless?

Publicitate

Când vă gândiți la alimentarea fără fir, pornesc imagini cu fulgere o bobină Tesla 10 dintre cele mai bune videoclipuri muzicale Tesla Coils de pe YouTubeNikola Tesla este considerat pe drept drept una dintre cele mai mari minți științifice din toate timpurile. Activitatea sa de pionierat ca inginer, în special în domeniul energiei electrice și electromagnetismului, înseamnă că numele său este sinonim cu ... Citeste mai mult probabil, la altul mi-a venit în minte sau poate imagini ale momentului în care monstrul lui Frankenstein a devenit viu.

În timp ce ideea pare ridicolă și aproape imposibilă, puteți fi surprins să aflați că energia wireless devine rapid o realitate.

Există o serie de teorii și propuneri prezentate pentru a realiza faza futuristă a transferului de electricitate prin aer către dispozitivele din casa dvs. - la care vom ajunge în acest articol - dar mai întâi, este important să înțelegem atât potențialul, cât și limitările de știința 10 canale YouTube de știință pe care nu le puteți rata

Cuvântul știință înseamnă în esență cunoaștere și este această căutare a învățării și înțelegerii care a condus omenirea la înălțimea puterii sale. Web-ul oferă o mare oportunitate de a disemina cunoștințele pentru a ... Citeste mai mult în spatele acestor încercări.

Ce este puterea wireless?

Când majoritatea oamenilor se gândesc la electricitate, se gândesc la tradiționalul fișier cu unul sau două fire care are un terminal pozitiv, un terminal negativ și uneori un fir de masă. Terminalele pozitive și negative alcătuiesc ceea ce este în esență un circuit electric, așa cum se arată în diagrama de mai jos.

Acesta este cel mai simplu exemplu de circuit electric. Ei bine, înlăturarea comutatorului ar fi mai simplă, dar ai rost.

Terminalele „+” și „-” ale bateriei sunt firele roșii și negre din priza de alimentare, indiferent dacă conectați o lampă, un computer sau orice altceva.

La nivelul său fundamental, energia electrică poate fi descrisă ca fluxul unui „curent” de la terminalele pozitive la cele negative. Voi evita o discuție teoretică a mișcării particulelor încărcate efectiv. Înțelegeți doar că pentru a alimenta un dispozitiv electric, acesta are nevoie de o diferență de tensiune între cele două terminale.

Deci, cum este posibil să rotiți un sistem care depinde, evident, de un conductor ca un fir electric pentru fluxul de încărcare? Ce trebuie să faci, trage încărcarea de la vârful unui fir la altul? Ei bine... .sorta.

Permiteți-mi să vă prezint transformatorul.

Acesta este de fapt un concept care a existat încă de pe vremea lui Tesla însuși. Îți iei un fir care poartă tensiunea sursei (de exemplu, conectat la o priză de 60 Hz AC) și îl înfășori în multe bucle. Doamne, folosește o bucată de fier pentru a ușura învelirea buclelor.

Apoi, înfășurați un al doilea fir la o distanță scurtă de prima bobină. Vei induce curent în a doua bobină, la fel ca magia.

Bine, nu destul de magic, dar destul de aproape. Practic, fiecare fir care are tensiune alternativă induce un câmp electromagnetic în jurul său, numit flux. Când bobinați firul, amplificați câmpul respectiv. Glisați materialul magnetic ca fierul în acea bobină și vă îmbunătățiți capacitatea de a transfera energia în acea a doua bobină. Dar - iată lovitorul - același lucru se poate întâmpla chiar prin aer.

Ați folosit vreodată un cuptor cu inducție?

Dacă aveți șansa de a vedea unul, întoarceți-l la foc complet și așezați mâna peste arzător. Nu, serios - atingeți-vă tot ce vă place. Nu veți fi ars. Aceste fire înfășurate sunt menite să inducă curenți de plumb în vase de fontă așezate pe aragaz. La rândul său, acesta încălzește vasul, care încălzește mâncarea.

Această transmitere a energiei electrice prin aer este modul în care funcționează generatoarele, motoarele și chiar încărcătorul tău electric de perii de dinți. În aceste cazuri, în loc de un miez de fier, este un „nucleu de aer”. Este fluxul care transferă energia electrică.

Descoperiri în alimentarea wireless

Așadar, de ce nu au reușit oamenii de știință să transfere wireless puterea folosind inducție înainte? Ei bine, ca să înțelegeți acest lucru, trebuie să mergeți la oamenii care au început totul - sau cel puțin, a luat lanterna lui Nikola Tesla.

Într-o 2006 hârtie publicat în Annals of Physics, cercetătorii MIT au descris modul în care intenționau să demonstreze că aceste câmpuri pot fi utilizate pentru a transmite fără fir puterea.

Analizăm dacă și în ce măsură, fenomenul fizic al stărilor electromagnetice rezonante cu viață lungă cu localizare tiparele de câmp lent-evanescente pot fi utilizate pentru a transfera energie eficient pe distanțe care nu sunt neglijabile, chiar și în prezența unor străini obiecte de mediu.

În limba engleză simplă, cercetătorii spuneau că credeau că, folosind configurația corectă, aceste câmpuri de inducție ar putea fi folosite pentru a transfera puterea pe distanță, chiar și cu obiecte pe parcurs.

Și ghiciți ce, până în 2007, au dovedit-o și și-au publicat rezultatele într-o lucrare experimentală publicată în revista Science.

Folosind bobine cu rezonanță automată într-un regim puternic cuplat, am demonstrat experimental un transfer de putere nonradiativ eficient pe distanțe de până la 8 ori mai mult decât raza bobinelor. Am putut transfera 60 de wați cu o eficiență de ~ 40% pe distanțe care depășesc 2 metri.

Aceasta a fost o realizare uimitoare. Pentru cei care nu sunt încă bine reglați la sistemul metric, 2 metri depășesc puțin peste șase metri și jumătate. Practic, ei puteau transfera puterea de la o bobină la cealaltă, distanța unei persoane foarte înalte.

Care a fost secretul lor? Era ceea ce numeau „bobine rezonante”. Au reglat bine bobinele - numărul, raza și alți factori, pentru a realiza un fel de „rezonanță” între cele două bobine.

Este esențial ca bobinele să aibă rezonanță pentru ca transferul de putere să fie practic (6). Descoperim experimental că puterea transmisă sarcinii scade brusc deoarece una dintre bobine este oprită de rezonanță.

Indiferent, această realizare a provocat dezvoltarea rapidă a aplicațiilor de alimentare fără fir. Cursa a fost continuată.

Cursa pentru a valorifica puterea

Cursa au făcut-o.

Una dintre primele startup-uri care au sărit pe această tehnologie în scop comercial a fost WiTricity. Încă din 2009, CEO-ul Eric Giler a oferit o demonstrație a tehnologiei de alimentare fără fir la TEDGlobal 2009.

Nu a fost singurul. Multe companii au sărit imediat pe această tehnologie pentru aplicații care erau practice și ușoare pe distanțe scurte. Încărcarea wireless a dispozitivelor portabile a fost o primă alegere evidentă, iar în 2009 prima plăcuțe de încărcare inductive Duracell myGrid se încarcă într-adevăr la fel de bine ca un cablu de alimentare?Cablurile de alimentare sunt un concept din ce în ce mai învechit în lumea wireless de astăzi, dar până acum rămân o necesitate. Nimeni nu vrea să fie obligat să-și lege electronica la un cuib de șobolani de șobolan ... Citeste mai mult a lovit piața.

Acum puteți așeza dispozitivele mobile pe aceste plăcuțe și se vor încasa. Nu mai este nevoie să sculați înapoi pentru priza de telefon a telefonului.

Dacă credeți că a fost o invenție mișto, atunci luați în considerare cât de departe a ajuns industria de pe vremea descoperirii MIT. Până în 2011, o companie numită Evatran a creat un sistem „Power Plugless” pentru mașinile electrice care utilizează tehnologia de inducție pentru încărcarea vehiculelor electrice fără niciun cablu.

Încărcarea inductivă nu este viitorul mașinilor electrice, este deja aici.

Viitorul puterii wireless

După ce știi unde se află industria cu energie wireless, să aruncăm o privire asupra locației.

La începutul anului 2014, cercetătorii de la Institutul avansat de știință și tehnologie din Coreea (KAIST) a anunțat că a dezvoltat un „sistem cu rezonanță pe tipuri de dipole” acolo unde ar putea stabiliți o „gamă extinsă de transfer de putere inductivă, de până la 5 metri între emițător și receptor bobine.“

De asemenea, au fost capabili să micșoreze dimensiunile bobinei față de cele folosite de echipa MIT, ceea ce face ca totul să fie mai practic (deși încă scump) în scopuri comerciale.

Chun T. Rim, șeful proiectului de cercetare, a spus Science Daily că a prevăzut ca un astfel de sistem să fie folosit pentru a furniza „puncte de alimentare fără fir” la fel cum oamenii folosesc hotspoturi de internet.

La fel cum vedem zone Wi-Fi peste tot astăzi, în cele din urmă vom avea multe zone Wi-Power în locuri precum restaurante și străzi care furnizează energie electrică fără fir pentru dispozitivele electronice.

Cinci metri are aproape șaisprezece metri și jumătate. Acum vorbești despre lungimea unei camere tipice dintr-o casă.

De-a lungul acestui an, o companie numită Ossia a făcut runda cu conceptul său numit Cota, o tehnologie pe care compania promite că o va permite încărcare wireless Ce este încărcarea wireless și cum funcționează exact? [FaceUseOf Explică]Trăim într-o lume wireless. Doar dacă nu. Sigur, putem trimite cantități uriașe de informații prin intermediul undelor aeriene, dar dispozitivele capabile să le trimită și să le primească sunt legate de cablurile de alimentare ... Citeste mai mult a dispozitivelor de până la 30 de metri distanță de stația de bază.

Dar, desigur, fanii Apple nu au nici o teamă, compania dvs. este și în fruntea acestui joc.

În august, Apple a primit două brevete care au fost legate de aplicarea planificată de încărcare a puterii wireless cu inducție rezonabilă.

Un brevet descrie modul în care utilizatorii vor putea conecta o sursă de alimentare - cum ar fi un dispozitiv de protecție sau un dispozitiv din interiorul unei mai noi computer computer - și apoi acea sursă de alimentare va încărca wireless toate dispozitivele „adecvate” din apropiere.

Brevetul prevede:

... dispozitivul periferic adaptat corespunzător poate fi considerat a face parte dintr-un circuit de rezonanță care poate include sursa de alimentare NFMR și orice alte dispozitive periferice astfel reglate.

Brevetul dezvăluie o întreagă industrie electronică care se ocupă de valorificarea unei tehnologii care ar putea transforma complet cum arată o gospodărie modernă.

În primul rând vor veni dispozitivele mai mici, care sunt mai ușor de încărcat, cu cerințe de putere mai mici. Cu toate acestea, dacă ceilalți jucători din industria puterii de inducție au ceva de spus despre asta, toate dispozitivele de uz casnic - de la microunde la televizorul dvs. cu ecran mare - vor fi alimentate fără cabluri de alimentare un fel.

Într-o zi, oamenii ar putea privi prizele dintr-o casă în același mod în care copiii astăzi se uită la acele mușchii vechi de rețea prosti. Gata sau nu, energia wireless este viitorul și voi paria că Nikola Tesla râde în mormântul său.

Ce părere aveți despre energia wireless? Veți îmbrățișa tehnologia sau aveți probleme? Împărtășește-ți gândurile în secțiunea de comentarii de mai jos!

Credite imagine: Plasma Via Shutterstock, Designua / Shutterstock, photoiconix / ShutterstockMIT / Bobine rezonante, Brevet Apple / USPO.gov, Evikka / Shutterstock