Metode de transmisie wireless a puterii

Legea interacțiunii curenților electrici, descoperită de Andre Marie Ampere în 1820, a pus bazele dezvoltării în continuare a științei electricității și magnetismului. După 11 ani, Michael Faraday a stabilit experimental că un câmp magnetic în schimbare generat de un curent electric este capabil să inducă un curent electric într-un alt conductor. Deci a fost creat primul transformator electric.

În 1864, James Clerk Maxwell a sistematizat în cele din urmă datele experimentale ale lui Faraday, oferindu-le forma ecuațiilor matematice exacte, datorită cărora a fost creată baza electrodinamicii clasice, deoarece aceste ecuații au descris relația câmpului electromagnetic cu curenții și sarcinile electrice, iar consecința acesteia ar trebui să fie existența undelor electromagnetice.

În 1888, Heinrich Hertz a confirmat experimental existența undelor electromagnetice prezise de Maxwell. Transmițătorul său prin scânteie cu un tocător bazat pe o bobină Rumkorff ar putea produce unde electromagnetice cu o frecvență de până la 0,5 gigahertz, care ar putea fi primită de mai mulți receptori reglați în rezonanță cu emițătorul.

Receptoarele puteau fi amplasate la o distanță de până la 3 metri, iar atunci când a apărut o scânteie în emițător, în receptoare au apărut și scântei. La fel au fost ținute primele experimente privind transmisia wireless a energiei electrice folosind unde electromagnetice.

În 1891 Nikola TeslaÎn timp ce studiază curenți alternanți de înaltă tensiune și de înaltă frecvență, el ajunge la concluzia că este extrem de important să selectați atât lungimea de undă, cât și tensiunea de funcționare a transmițătorului în scopuri specifice și nu este necesară ca frecvența să fie prea mare.

Omul de știință observă că limita inferioară a frecvențelor și tensiunilor la care, în acel moment, a fost capabil să obțină cele mai bune rezultate este de la 15.000 la 20.000 de fluctuații pe secundă cu un potențial de 20.000 volți. Tesla a primit un curent de înaltă frecvență și de înaltă tensiune folosind o descărcare oscilatoare a unui condensator (a se vedea - Transformatorul Tesla). El a menționat că acest tip de emițător electric este potrivit atât pentru producția de lumină, cât și pentru transmisia de electricitate pentru producerea de lumină.

În perioada 1891 - 1894, savantul a demonstrat în mod repetat transmiterea și strălucirea wireless a tuburilor de vid într-un câmp electrostatic de înaltă frecvență, menționând în același timp că energia câmpului electrostatic este absorbită de lampă, transformată în lumină, iar energia câmpului electromagnetic folosită pentru inducția electromagnetică pentru a obține o similară Rezultatul este reflectat în principal și doar o mică parte din acesta este transformată în lumină.

Chiar folosind rezonanța în transmisie folosind o undă electromagnetică, nu poate fi transmisă o cantitate semnificativă de energie electrică, a afirmat omul de știință. Scopul său în această perioadă de muncă a fost transferul precis a unei cantități mari de energie electrică fără fir.

Până în 1897, în paralel cu activitatea Tesla, cercetările asupra undelor electromagnetice au fost efectuate de: Jagdish Boche în India, Alexander Popov în Rusia și Guglielmo Marconi în Italia.

În urma prelegerilor publice ale Tesla, Jagdish Bose vorbește în noiembrie 1894 la Calcutta cu o demonstrație de transmisie wireless a energiei electrice, unde aprinde praful de pușcă, transmitând energia electrică la distanță.

După ce Boche, și anume la 25 aprilie 1895, Alexander Popov, folosind codul Morse, a difuzat primul mesaj radio, iar această dată (7 mai într-un stil nou) este acum sărbătorită anual în Rusia ca Ziua Radio.

În 1896, Marconi, sosind în Marea Britanie, și-a arătat aparatul prin transmiterea unui semnal la 1,5 kilometri de la acoperișul clădirii de oficii poștale din Londra către o altă clădire folosind codul Morse.După aceea, și-a îmbunătățit invenția și a reușit să transmită un semnal de-a lungul Câmpiei Salisbury deja la o distanță de 3 kilometri.

Tesla în 1896 transmite și primește semnale cu succes la o distanță între emițător și receptor de aproximativ 48 de kilometri. Cu toate acestea, până în prezent, niciunul dintre cercetători nu a reușit să transmită o cantitate semnificativă de energie electrică la o distanță mare.

Experimentând în Colorado Springs, în 1899, Tesla scrie: „Eșecul metodei de inducție pare uriașă în comparație cu metoda de a excita încărcarea pământului și a aerului”. Acesta va fi începutul cercetării unui om de știință care vizează transmiterea energiei electrice pe distanțe considerabile, fără a folosi fire. În ianuarie 1900, Tesla va face o notă în jurnalul său despre transferul cu succes al energiei către bobină, „transportat departe în câmp”, de la care a fost alimentată lampa.

Iar cel mai grandios succes al savantului va fi lansarea pe 15 iunie 1903 a turnului Vordencliff de pe Long Island, conceput pentru a transmite energie electrică pe o distanță considerabilă în cantități mari, fără fire. Înfășurarea secundară legată la pământ a transformatorului rezonant, acoperită de o cupolă sferică de cupru, trebuia să excite o încărcătură de pământ și straturi conductoare de aer pentru a deveni un element al unui circuit rezonant mare.

Astfel, savantul a reușit să alimenteze 200 de lămpi de 50 de wați la o distanță de aproximativ 40 de kilometri de emițător. Cu toate acestea, pe baza fezabilității economice, finanțarea proiectului a fost oprită de Morgan, care de la bun început a investit bani în proiect cu scopul de a primi comunicații wireless și de a transfera energie gratuită la scară industrială la distanță, deoarece un om de afaceri nu i se potrivea categoric. În 1917, turnul, proiectat pentru transmisia wireless a energiei electrice, a fost distrus.

Citiți mai multe despre experimentele lui Nikola Tesla aici:Metoda rezonantă de transmisie wireless a energiei electrice de către Nikola Tesla

Mult mai târziu, din 1961 până în 1964, un expert în domeniul electronicelor cu microunde, William Brown, a experimentat în Statele Unite cu căi de transmitere a energiei la microunde.

În 1964, a testat pentru prima dată un dispozitiv (model de elicopter) capabil să primească și să utilizeze energia cu microunde sub formă de curent continuu, datorită unui sistem de antene format din dipoli cu jumătate de undă, fiecare fiind încărcat cu diode Schottky extrem de eficiente. Până în 1976, William Brown a transferat o putere cu microunde de 30 kW la o distanță de 1,6 km, cu o eficiență care depășește 80%.

În 2007, o echipă de cercetare de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, sub conducerea profesoarei Marina Solyachich, a putut transmite fără fir energia pe o distanță de 2 metri. Puterea transmisă a fost suficientă pentru a alimenta un bec de 60 de wați.

În centrul tehnologiei lor (numită WiTricity) constă în fenomenul rezonanței electromagnetice. Transmițătorul și receptorul sunt două bobine de cupru cu diametrul de 60 cm rezonând la aceeași frecvență. Transmițătorul este conectat la o sursă de energie, iar receptorul este conectat la o lampă incandescentă. Circuitele sunt reglate la o frecvență de 10 MHz. În acest caz, receptorul primește doar 40-45% din energia electrică transmisă.

Aproximativ în același timp, Intel a demonstrat o tehnologie similară de transmitere a energiei wireless.

În 2010, Haier Group, producător chinez de electrocasnice, a prezentat la CES 2010 produsul său unic - un televizor LCD complet wireless bazat pe această tehnologie.

Citiți și pe acest subiect:Standardul wireless Qi Power Power