Kaedah penghantaran kuasa wayarles

Undang-undang interaksi arus elektrik, yang ditemui oleh Andre Marie Ampere pada tahun 1820, meletakkan asas bagi perkembangan sains elektrik dan magnet. Selepas 11 tahun, Michael Faraday membuat percubaan bahawa medan magnet yang berubah yang dihasilkan oleh arus elektrik mampu mendorong arus elektrik dalam konduktor lain. Jadi ia dicipta pengubah elektrik pertama.

Pada tahun 1864, James Clerk Maxwell akhirnya menstabilkan data eksperimen Faraday, memberikan mereka bentuk persamaan matematik yang tepat, dengan asasnya elektrodinamika klasik dicipta, kerana persamaan ini menggambarkan hubungan medan elektromagnet dengan arus elektrik dan caj, dan akibatnya adalah kewujudan gelombang elektromagnetik.

Pada tahun 1888, Heinrich Hertz menguji kewujudan gelombang elektromagnetik yang diramalkan oleh Maxwell. Pemancar percikan api dengan pencincang berdasarkan gegelung Rumkorff boleh menghasilkan gelombang elektromagnet dengan kekerapan sehingga 0.5 gigahertz, yang boleh diterima oleh beberapa penerima yang ditala dengan resonans dengan pemancar.

Penerima boleh terletak pada jarak sehingga 3 meter, dan ketika percikan terjadi di pemancar, percikan juga muncul di penerima. Jadi diadakan eksperimen pertama pada penghantaran tanpa wayar tenaga elektrik menggunakan gelombang elektromagnetik.

Pada tahun 1891 Nikola Tesla, sambil belajar aliran arus voltan tinggi dan kekerapan tinggi, dia sampai pada kesimpulan bahawa sangat penting untuk memilih kedua-dua panjang gelombang dan voltan operasi pemancar untuk tujuan tertentu, dan tidak perlu membuat frekuensi terlalu tinggi.

Saintis mencatatkan bahawa batasan frekuensi dan voltan yang lebih rendah di mana pada masa itu dia dapat mencapai hasil yang terbaik adalah dari 15,000 hingga 20,000 turun naik satu saat dengan potensi 20,000 volt. Tesla menerima frekuensi tinggi dan arus voltan tinggi menggunakan pelepasan ayunan kapasitor (lihat - Tesla Transformer) Beliau menyatakan bahawa jenis pemancar elektrik ini sesuai untuk kedua-dua pengeluaran cahaya dan penghantaran elektrik untuk menghasilkan cahaya.

Dalam tempoh 1891 hingga 1894, saintis berulang kali menunjukkan penghantaran wayarles dan cahaya tiub vakum dalam medan elektrostatik frekuensi tinggi, sambil menyatakan bahawa tenaga medan elektrostatik diserap oleh lampu, ditukar menjadi cahaya, dan tenaga medan elektromagnet yang digunakan untuk induksi elektromagnetik untuk mendapatkan yang serupa Hasilnya kebanyakannya dicerminkan, dan hanya sebahagian kecil daripadanya diubah menjadi cahaya.

Malah menggunakan resonans dalam penghantaran menggunakan gelombang elektromagnet, sejumlah besar tenaga elektrik tidak dapat ditransmisikan, saintis mendakwa. Matlamatnya dalam tempoh kerja ini adalah untuk memindahkan dengan tepat sejumlah besar tenaga elektrik tanpa wayar.

Sehingga tahun 1897, selari dengan kerja-kerja Tesla, penyelidikan mengenai gelombang elektromagnetik telah dilakukan oleh: Jagdish Boche di India, Alexander Popov di Rusia, dan Guglielmo Marconi di Itali.

Berikutan ceramah umum Tesla, Jagdish Bose bercakap pada bulan November 1894 di Calcutta dengan demonstrasi penghantaran tanpa wayar elektrik, di mana dia menyerang serbuk mesiu, menghantar tenaga elektrik ke jarak jauh.

Selepas Boche, iaitu pada 25 April 1895, Alexander Popov, menggunakan kod Morse, menyiarkan mesej radio pertama, dan tarikh ini (7 Mei dalam gaya baru) kini dirayakan setiap tahun di Rusia sebagai Hari Radio.

Pada tahun 1896, Marconi, tiba di UK, menunjuk radasnya dengan menghantar isyarat 1.5 kilometer dari bumbung bangunan pejabat pos di London ke bangunan lain menggunakan kod Morse.Selepas itu, dia memperbaiki ciptaannya dan berjaya menghantar isyarat di sepanjang Dataran Salisbury yang berada pada jarak sejauh 3 kilometer.

Tesla pada tahun 1896 berjaya menghantar dan menerima isyarat pada jarak antara pemancar dan penerima kira-kira 48 kilometer. Walau bagaimanapun, setakat ini tiada penyelidik telah berjaya menyalurkan sejumlah besar tenaga elektrik ke jarak yang jauh.

Percubaan di Colorado Springs, pada tahun 1899, Tesla menulis: "Kegagalan kaedah induksi nampaknya besar dibandingkan dengan metode yang menarik pertanggungjawaban bumi dan udara." Ini akan menjadi permulaan penyelidikan saintis yang bertujuan untuk menghantar elektrik ke jarak jauh tanpa menggunakan wayar. Pada bulan Januari 1900, Tesla akan membuat nota di dalam buku hariannya tentang pemindahan tenaga yang berjaya ke gegelung, "dibawa jauh ke lapangan," dari mana lampu itu dikuasakan.

Dan kejayaan paling saintis saintis akan dilancarkan pada 15 Jun 1903 dari menara Vordencliff di Long Island, yang direka untuk menghantar tenaga elektrik ke atas jarak yang jauh dalam jumlah besar tanpa wayar. Penggulungan sekunder berasaskan pengubah resonant, di atas oleh kubah sfera tembaga, sepatutnya merangsang tuduhan bumi dan lapisan konduktif udara untuk menjadi elemen litar resonan yang besar.

Jadi saintis berjaya menghidupkan 200 lampu 50 watt pada jarak kira-kira 40 kilometer dari pemancar. Walau bagaimanapun, berdasarkan kelayakan ekonomi, pembiayaan projek itu dihentikan oleh Morgan, yang sejak awal mula melaburkan wang dalam projek itu untuk mendapatkan komunikasi tanpa wayar, dan memindahkan tenaga bebas ke skala perindustrian ke jarak, sebagai seorang ahli perniagaan, tidak sesuai dengannya. Pada tahun 1917, menara itu, yang direka untuk penghantaran tanpa wayar tenaga elektrik, telah musnah.

Baca lebih lanjut mengenai eksperimen Nikola Tesla di sini:Kaedah resonansi penghantaran tanpa wayar tenaga elektrik oleh Nikola Tesla

Tidak lama kemudian, dari tahun 1961 hingga 1964, pakar dalam bidang elektronik gelombang mikro, William Brown, telah bereksperimen di Amerika Syarikat dengan laluan transmisi tenaga gelombang mikro.

Pada tahun 1964, beliau mula-mula menguji peranti (model helikopter) yang mampu menerima dan menggunakan tenaga gelombang mikro dalam bentuk arus terus, terima kasih kepada array antena yang terdiri daripada separuh gelombang berpol, yang masing-masing dimuatkan dengan dioda Schottky yang sangat efisien. Menjelang tahun 1976, William Brown telah memindahkan kuasa gelombang mikro sebanyak 30 kW kepada jarak 1.6 km dengan kecekapan melebihi 80%.

Pada tahun 2007, sebuah pasukan penyelidikan di Institut Teknologi Massachusetts di bawah arahan Profesor Marina Solyachich dapat menghantar tenaga secara tanpa wayar ke jarak 2 meter. Kuasa yang dipancarkan sudah mencukupi untuk menyalakan mentol 60 watt.

Di tengah-tengah teknologi mereka (dipanggil WiTricity) terletak pada fenomena resonans elektromagnetik. Pemancar dan penerima adalah dua gegelung tembaga 60 cm diameter berliku pada kekerapan yang sama. Pemancar disambungkan kepada sumber tenaga, dan penerima disambungkan kepada lampu pijar. Litar-litar ini disesuaikan dengan kekerapan 10 MHz. Penerima dalam kes ini hanya menerima 40-45% daripada elektrik yang dihantar.

Pada masa yang sama, Intel menunjukkan teknologi yang sama untuk penghantaran kuasa tanpa wayar.

Pada tahun 2010, Kumpulan Haier, pengilang peralatan perkakas Cina, yang dibentangkan di CES 2010 produk uniknya - sebuah TV LCD tanpa wayar sepenuhnya berdasarkan teknologi ini.

Baca juga mengenai topik ini:Standard Wireless Kuasa Elektronik Qi