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Strom ohne Kabel. Auf dem Weg zu einer neuen Welt der drahtlosen Elektrizität

 

Strom ohne Kabel. Auf dem Weg zu einer neuen Welt der drahtlosen ElektrizitätEnde des 19. Jahrhunderts löste die Entdeckung, dass mit Elektrizität eine Glühbirne zum Leuchten gebracht werden könnte, eine Explosion von Forschungen aus, die darauf abzielten, den besten Weg zur Übertragung von Elektrizität zu finden.

An der Spitze des Rennens stand der berühmte Physiker und Erfinder Nikola Tesla, der ein grandioses Projekt entwickelte. Tesla konnte nicht an die Realität glauben, ein kolossales Netzwerk von Kabeln zu schaffen, das alle Städte, Straßen, Gebäude und Räume abdeckt, und kam zu dem Schluss, dass die einzige realisierbare Übertragungsmethode die drahtlose ist. Er entwarf einen etwa 57 Meter hohen Turm, der über eine Entfernung von vielen Kilometern Energie übertragen sollte, und begann sogar, ihn auf Long Island zu bauen. Eine Reihe von Experimenten wurde durchgeführt, aber der Geldmangel erlaubte nicht die Fertigstellung des Turms. Die Idee, Energie auf dem Luftweg zu übertragen, wurde zerstreut, sobald sich herausstellte, dass die Industrie eine kabelgebundene Infrastruktur entwickeln und implementieren konnte.


Und jetzt, vor einigen Jahren, wurde Marin Soljačić, Associate Professor am Department of Physics am Massachusetts Institute of Technology (MIT), durch die eindringlichen Schreie eines Mobiltelefons aus einem süßen Traum geweckt. "Das Telefon hat nicht aufgehört und verlangt, dass ich es auflade", sagt Soljacic. Müde und nicht im Begriff aufzustehen, begann er zu träumen, dass das Telefon zu Hause von selbst aufgeladen wird.
Soljacic begann mit der Erforschung von Möglichkeiten, Energie ohne Drähte zu übertragen. Er gab Energieübertragungsprojekte mit großer Reichweite wie das Tesla-Projekt auf und konzentrierte sich auf Energieübertragungsmethoden mit kurzer Reichweite, mit denen tragbare Geräte - Mobiltelefone, PDAs, Laptops - aufgeladen oder sogar eingeschaltet werden konnten.
Zunächst erwog er die Möglichkeit, Funkwellen zu verwenden, die Informationen aus der Ferne so effizient übertragen, stellte jedoch fest, dass in diesem Fall der größte Teil der Energie im Weltraum abgeführt würde. Die Verwendung eines Lasers erforderte, dass sich die Energiequelle und das wiederaufladbare Gerät im Sichtfeld zueinander befinden, ohne dass Hindernisse zwischen ihnen bestehen. Darüber hinaus war diese Methode mit Schäden an Gegenständen behaftet, die in der Übertragungsleitung gefangen waren. Daher suchte Soljacic nach einer Übertragungsmethode, die sowohl effektiv, dh in der Lage ist, Energie zu übertragen, ohne sie zu verteilen, als auch sicher ist.
Am Ende entschied er sich für das Phänomen der Resonanzkopplung, als zwei auf dieselbe Frequenz abgestimmte Objekte intensiv Energie miteinander austauschen und dabei nur schwach mit anderen Objekten interagieren. Ein klassisches Beispiel für diesen Effekt ist die Erfahrung mit mehreren Gläsern, die jeweils auf einem anderen Niveau als die anderen mit Wein gefüllt sind. Infolgedessen gibt es für jedes Glas eine eindeutige Schallfrequenz, die Vibrationen verursacht. Wenn der Sänger die entsprechende Frequenz notiert, kann eine der Gläser eine solche Dosis akustischer Energie erhalten, dass sie zerbröckelt, während die verbleibenden Gläser intakt bleiben.
drahtloser Strom Soljacic erkannte, dass Magnetresonanz ein vielversprechender Weg ist, um Elektrizität zu übertragen. Das Magnetfeld breitet sich frei im Raum aus und ist bei den richtigen Frequenzen für Lebewesen harmlos. In Zusammenarbeit mit den MIT-Physikprofessoren John Joannopoulos und Peter Fisher sowie drei Studenten entwickelte er ein einfaches Gerät, mit dem eine 60-Watt-Glühbirne drahtlos beleuchtet wurde.
Das Gerät bestand aus zwei resonanzabgestimmten Kupferspulen, die in einem Abstand von etwa zwei Metern von der Decke hingen. Eine Spule wurde an eine Wechselstromquelle angeschlossen und erzeugte ein Magnetfeld. Eine zweite Spule, die auf die gleiche Frequenz abgestimmt und mit der Glühbirne verbunden war und in einem Magnetfeld mitschwang, erzeugte einen Strom, der die Glühbirne entzündete. Das Gerät funktionierte auch dann, wenn eine dünne Wand zwischen die Spulen gelegt wurde.

Es ist bemerkenswert, dass die Installation nicht einmal eine direkte Sichtlinie zwischen Empfänger und Sender erfordert. Als Experiment wurden Pappe und Eisenbleche zwischen sie gelegt, was jedoch die Stromversorgung nicht beeinträchtigte.
Das effektivste der in diesem Moment erzeugten Geräte besteht aus 60-Zentimeter-Kupferspulen und einem Magnetfeld mit einer Frequenz von 10 Megahertz. Damit können Sie Energie über eine Entfernung von zwei Metern mit einem Wirkungsgrad von 50 Prozent übertragen. Mit Silber und anderen Materialien wird geforscht, um die Größe der Spulen zu verringern und die Effizienz zu steigern. Soldacic hofft auf eine Übertragungseffizienz von 70 bis 80 Prozent.



Physiker aus Massachusetts erklären, dass das Prinzip der Installation auf dem Resonanzmechanismus basiert, dh einem Phänomen, das Vibrationen in einem Objekt verursacht, wenn es Energie einer bestimmten Frequenz ausgesetzt wird. Wenn jedoch zwei Objekte gleiche Resonanzindizes haben, können sie Energie austauschen und die umgebenden Objekte in keiner Weise beeinflussen.

In der Natur gibt es viele Beispiele für Resonanz. Das bekannteste Beispiel für Resonanz ist, wenn mehrere identische Glasgläser mit unterschiedlichen Mengen Wasser gefüllt sind. Wenn jedes Glas mit einem Metalllöffel geklopft wird, erzeugt jedes Glas einen einzigartigen Klang.

Anstelle der akustischen Resonanz verwendeten die Physiker die Frequenzresonanz elektromagnetischer Wellen in WiTricity. In der Installation schwingen beide Spulen im Frequenzbereich von 10 MHz mit und tauschen Elektrizität aus. Je länger die Wechselwirkung zwischen den Elementen ist, desto mehr Strom kommt am Empfänger an. Darüber hinaus wird je weiter der Resonanzbereich ist, desto mehr langwelliger Bereich als Ergebnis erhalten und desto größer kann der Abstand zwischen dem Empfänger und dem Sender sein.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist, dass dieser Aufbau die menschliche Gesundheit nicht schädigt, da er bei niedrigen Frequenzen hauptsächlich im Magnetspektrum arbeitet.

"Soweit wir wissen, reagieren menschliche Organismen nicht auf magnetische Wechselwirkungen. Wenn Ihre Frequenz beispielsweise 2 GHz spürbar wäre, würden Sie den Effekt eines Mikrowellenofens erzielen, und das wäre ein völlig anderer Effekt gewesen", sagt einer der Entwickler der Installation, Marine Soladzic.

drahtloser Strom

Eine Reihe anderer Möglichkeiten zum drahtlosen Aufladen von Batterien wird derzeit untersucht. Startups wie Powercast, Fulton Innovation und WildCharge haben damit begonnen, Adapter auf den Markt zu bringen, mit denen Mobiltelefone, MP3-Player und andere Geräte zu Hause oder im Auto kabellos aufgeladen werden können. Der Ansatz von Soljacic unterscheidet sich jedoch darin, dass Geräte automatisch aufgeladen werden können, sobald sie in das Aktionsfeld eines drahtlosen Senders fallen.
Die Arbeit der Soljacic-Gruppe erregte die Aufmerksamkeit von Unternehmen, die elektronische Geräte herstellen, sowie der Automobilindustrie. Die Forschung wurde vom US-Verteidigungsministerium finanziert, das auf eine drahtlose automatische Batterieladetechnologie hoffte. Soldjacic zieht es jedoch vor, sich nicht über die mögliche industrielle Anwendung seiner Technologie zu verbreiten.
In der heutigen batteriebetriebenen Welt gibt es so viele potenzielle Anwendungen, in denen unsere Technologie eingesetzt werden kann ", sagt er." Es ist eine sehr leistungsfähige Methode. "

Siehe auch auf i.electricianexp.com:

  • Drahtlose Energieübertragungsmethoden
  • Qi Electronic Power Wireless Standard
  • Resonanzmethode zur drahtlosen Übertragung elektrischer Energie durch Nikola Tesla
  • Methode der elektromagnetischen Induktion bei der drahtlosen Energieübertragung
  • Disney Wireless Charging Room - Wie es funktioniert

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    Kommentare:

    # 1 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Ich frage mich, wie hoch die Zählerstände vor und nach dem Experiment sind.

     
    Kommentare:

    # 2 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Vielen Dank sehr interessant.

     
    Kommentare:

    # 3 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Kompletter Unsinn! "... ein Magnetfeld mit einer Frequenz von 10 Megahertz ...". Ein Magnetfeld mit einer Frequenz von 10 Megahertz existiert nicht. Es gibt ein elektromagnetisches Feld mit einer Frequenz von 10 Megahertz - und das ist alles andere als dasselbe. Der Autor hat weder eine Ahnung von Elektrodynamik noch von Maxwells Gleichungen oder von der RRV-Theorie - das heißt, er kennt nicht die elementaren Grundlagen, die ein Funkingenieur kennt. "Das Problem ist, dass der Schuhmacher die Kuchen anfängt und die Stiefel zum Nähen des Kuchens verwendet werden", sagte I.A. Krylov.

     
    Kommentare:

    # 4 schrieb: | [Zitat]

     
     

    Irgendwo auf dem ukrainischen Kanal "Gamma" gab es eine Info über die Erfindung von zwei Physikern einer Vorrichtung mit einer porenförmigen Emitter- und Resonatorempfängerform mit Porenformeln, aber nur in Form einer Spule oder nur die Form des Leiters bestimmt die Erzeugung des Feldes. Für die Erfindung wird ein Patent erteilt.