3 способа беспроводной передачи энергии — тесла как всегда был прав лазеры, микроволны и катушки индуктивности




Что это такое?

Катушка представляет собой трансформатор. Назначение устройства — увеличение параметров тока до огромных высот (до миллионов вольт). Основная цель: максимально увеличить частоту переменного тока. В идеале такая же обратная катушка должна быть размещена в точке приема энергии, которая будет резонировать с устройством, что позволит передавать энергию на расстояние.



Бесконтактная передача энергии через катушку Тесла

Давайте подробно рассмотрим, как работает катушка Тесла. Для начала качаемся — не сразу понятно, что качается в катушке. Постоянный ток, который Эдисон использовал в своих изобретениях, дорог в производстве. Эта энергия имеет ярко выраженный вектор движения. Переменный ток постоянно меняет параметры электричества: напряжение и ток. Это называется колебаниями электрического тока.

интересно, что основные законы колебания электрического тока и механического маятника совпадают. Примечательно, что существует также резонансный эффект для электричества. Когда частоты двух электрических полей совпадают, амплитуда колебаний увеличивается. По задумке Теслы, после того, как катушки резонируют, в приемнике должен появиться электрический ток.

На самом деле приемник так и не был изобретен. Катушка Тес используется в качестве ориентира, на ней вы можете увидеть поток: другими словами, электрическую дугу, текущий разряд, искусственную молнию и изучить беспроводную передачу электричества.

 

Базовые элементы электрогенерирующей установки

Двухэлементная установка: колебательная и приемная. Первый элемент — трансформатор Тесла, который питается от микросхемы IR2153. Качер будет работать на частоте 230 килогерц, работая на микросхеме с частотой 23 килогерца. На выходе будут 2 полевых транзистора. Катушка намотана медным проводом 0,35 мм. 950 оборотов. Есть почти все подробности. Единственный недостаток — диета. В следующем видео вы можете увидеть, как получилось устройство. В этом китайском магазине продаются готовые роллы.


Другая часть диаграммы более сложна. Выйдет дороже. Используются редкие ферриты. Но игра стоит свеч. Схема полностью не соответствует привычным представлениям физики и электроники.

История развития

Развитие дистанционной беспроводной передачи электроэнергии связано с достижениями радиотехники, поскольку оба процесса имеют одинаковую природу. Изобретения в обеих областях связаны с исследованием метода электромагнитной индукции и ее влияния на генерацию электрического тока.

Утром 1820 года Ампер открыл закон взаимодействия токов, который заключался в том, что если ток течет в одном направлении по двум близко расположенным проводникам, то они притягиваются друг к другу, а если в разных — отталкиваются.

М. Фарадей в 1831 году установил в процессе проведения экспериментов, что переменное магнитное поле (которое со временем меняет размер и направление), создаваемое протеканием электрического тока, индуцирует (индуцирует) токи в соседних проводниках. У тех есть беспроводная передача электроэнергии. Мы подробно рассмотрели закон Фарадея в предыдущей статье.

Итак, Дж. К. Максвелл через 33 года, в 1864 году, перевел экспериментальные данные Фарадея в математическую форму, те же уравнения Максвелла являются фундаментальными в электродинамике. Они описывают, как связаны электрический ток и электромагнитное поле.

Система беспроводной передачи энергии своими руками

Системы экологического освещения

Беспроводная передача микроволновой энергии

Электромагия No Wire от Николы Теслы - азартная зависимость

Катушка Тесла: принцип работы, как собрать в домашних условиях, схема

 

Существование электромагнитных волн было подтверждено в 1888 г. Г. Герцем в ходе его экспериментов с искровым излучателем с переключателем на катушке Румкорфа. Таким образом создавались электромагнитные волны с частотой до половины гигагерца. Стоит отметить, что эти волны могли быть приняты несколькими приемниками, но они должны быть настроены в резонанс с передатчиком. Дальность действия завода была порядка 3 метров. Когда в передатчике возникла искра, такая же искра возникла в приемниках. Фактически, это первые эксперименты по беспроводной передаче электроэнергии.

Известный ученый Никола Тесла провел обширные исследования. Он изучал переменный ток высокого напряжения и частоты в 1891 году. В результате были сделаны следующие выводы:

Для каждой конкретной цели установка должна быть настроена на соответствующую частоту и напряжение. В этом случае высокая частота не является обязательным условием. Наилучшие результаты были получены при частоте 15-20 кГц и напряжении передатчика 20 кВ. Колебательный разряд конденсатора использовался для получения тока высокой частоты и напряжения. Таким образом, можно передавать как электричество, так и производить свет.

Во время своих выступлений и лекций ученый демонстрировал свечение ламп (электронных ламп) под действием высокочастотного электростатического поля. Фактически, основные выводы Теслы заключались в том, что даже в случае использования резонансных систем невозможно передать много энергии с помощью электромагнитной волны.

Параллельно подобными исследованиями до 1897 года занимались ряд ученых: Джагдиш Боче в Индии, Александр Попов в России и Гульельмо Маркони в Италии.

Каждый из них внес свой вклад в развитие беспроводной передачи энергии:

  1. Дж. Бош в 1894 году зажег порох, передавая электричество на расстояние без проводов. Он сделал это во время демонстрации в Калькутте.
  2. А. Попов 25 апреля (7 мая) 1895 г с помощью азбуки Морзе передал первое сообщение. В России сегодня, 7 мая, по-прежнему День радио.
  3. В 1896 г. Г. Маркони в Великобритании также передал радиосигнал (азбука Морзе) на расстояние 1,5 км, а затем и 3 км над равниной Солсбери.

Стоит отметить, что работы Теслы, недооцененные в свое время и утерянные на века, по параметрам и мощности превзошли работы его современников. В то же время, именно в 1896 году его устройства передавали сигнал на большие расстояния (48 км), но, к сожалению, это было небольшое количество электричества.

И в 1899 году Тесла пришел к выводу:

Несостоятельность индукционного метода кажется огромной по сравнению с методом возбуждения заряда земли и воздуха.

Этот вывод приведет к другим исследованиям: в 1900 году ему удалось запитать лампу от катушки, проведенной в полевых условиях, а в 1903 году была запущена башня Вандерклифф на Лонг-Айленде. Он состоял из трансформатора с заземленной вторичной обмоткой и сферического медного купола наверху. С его помощью оказалось, что зажгли 200 ламп по 50 ватт. При этом передатчик находился в 40 км от него. К сожалению, эти исследования были остановлены, финансирование приостановлено, а бесплатная беспроводная передача электроэнергии оказалась экономически невыгодной для деловых людей. Башня была разрушена в 1917 году.

Устройство катушки

Трансформатор Тесла, схема которого будет представлена ​​ниже, состоит из двух катушек, тороида, защитного кольца и, конечно же, заземления.


Эскиз рабочего стола TC

необходимо рассматривать каждый элемент отдельно:

  • вторичная обмотка. Для намотки используется эмалированный медный провод на 800 витков. Поэтому катушки не раскручиваются и не царапаются;
  • заземление. Если включить незаземленную катушку, стримеры (токовые разряды) не попадут в воздух, а создадут замкнутую цепь.
  • первичная обмотка расположена внизу. На него подается питание. Он должен быть заземлен. Изготовлен из металла низкой прочности;
  • тороид. Этот элемент снижает резонансную частоту, накапливает энергию и увеличивает рабочий диапазон.
  • защитное кольцо. Это открытое кольцо из медной проволоки. Устанавливается, если длина косы больше длины вторичной обмотки;


Чертеж ТК

Меры безопасности

После того, как ваш CT собран, перед запуском необходимо предпринять несколько мер предосторожности. Для начала нужно проверить проводку в помещении, куда вы планируете подключать трансформатор

Во-вторых, проверьте изоляцию обмоток.

Также стоит помнить о простейших мерах предосторожности. Напряжение вторичной обмотки в среднем составляет 700А, 15А на одного человека уже смертельно опасно

Кроме того, стоит убрать все электроприборы подальше, попав в зону действия катушки, они могут сгореть.

CT — революционное открытие своего времени, которое сегодня недооценивают. Сегодня трансформатор Tesla служит только для развлечения домашних электриков и в световых дисплеях. Сделать катушку можно самостоятельно, используя подручные средства. Вам понадобится труба из ПВХ, несколько сотен метров медного провода, пара метров медных трубок, транзистор и пара резисторов.

Как получить питание от трансформатора Тесла

Система беспроводной передачи энергии своими руками

Никола Тесла электричество - эко-свет

Исследовать

 

 

 

 

 

 

Микроволны

Неужели нет другого действительно эффективного способа беспроводной передачи электроэнергии? Да, и это было изобретено до детских попыток и игр в «Звездных войнах.

Оказывается, специальные микроволны длиной 12 см (частота 2,45 ГГц) как бы прозрачны для атмосферы и не мешают их распространению.

какие волны свободно распространяются в атмосфере

Какой бы плохой ни была погода, при вещании с помощью микроволн вы потеряете всего пять процентов! Но для этого вы должны сначала преобразовать электрический ток в микроволны, затем уловить их и вернуть в исходное состояние.

Первую проблему ученые решили давно. Для этого придумали специальное устройство и назвали его магнетроном. микроволновый магнетрон

Причем сделано это настолько профессионально и безопасно, что сегодня такое устройство есть у каждого из вас дома. Идите на кухню и посмотрите на свою микроволновую печь.

микроволновая печь и магнетрон

Внутри такой же магнетрон с КПД 95%.

Но вот как сделать обратное преобразование? И здесь было разработано два подхода:

  • Американец
  • Советский

В Соединенных Штатах в 1960-х годах ученый У. Браун изобрел антенну, которая выполняла требуемую задачу. То есть преобразовал падающее излучение обратно в электрический ток.

Он также дал ему свое имя — ректенна.

ретенна для преобразования микроволн в электричество

После изобретения последовали эксперименты. А в 1975 году с помощью ректенны передавалось и принималось до 30 кВт мощности на расстояние более километра. Потери при передаче составили всего 18%. схема беспроводной передачи энергии

Спустя почти полвека этот опыт никогда не устарел. Казалось бы, метод найден, так почему же эти ректенны не бросили в массы?

И тут снова проявляются недостатки. Ректенны собраны на основе миниатюрных полупроводников. Нормальная работа для них — это передача мощности всего в несколько ватт.

А если хотите передать десятки или сотни киловатт, то приготовьтесь собирать гигантские панели. приемные панели микроволнового излучения

И здесь возникают те же неразрешимые трудности. Во-первых, это повторное излучение.

Из-за этого вы не только потеряете часть своей энергии, но и не сможете приблизиться к панелям, не потеряв при этом свое здоровье.

Вторая головная боль — нестабильность полупроводников в панелях. Достаточно сжечь один из-за небольшой перегрузки, а остальные выходят из строя, как лавина, как спички.

спички горят

В СССР все было несколько иначе. Наши военные недаром были уверены, что даже при ядерном взрыве вся иностранная техника сразу выйдет из строя, а советская — нет. Весь секрет в лампах.

лампа ильича

В МГУ двое наших ученых, В. Савин и В. Ванке, разработали так называемый циклотронный преобразователь энергии. Он имеет приличные размеры, так как собран по ламповой технологии.

Внешне это что-то вроде трубки длиной 40 см и диаметром 15 см. КПД этого лампового блока несколько ниже, чем у американского полупроводникового элемента — до 85%.

циклотронный преобразователь энергии

Но в отличие от полупроводниковых детекторов циклотронный преобразователь энергии имеет ряд существенных преимуществ:

  • надежность
  • высокое напряжение
  • сопротивление перегрузке
  • без повторного облучения
  • низкая стоимость производства

Однако, несмотря на все вышесказанное, именно методы реализации конструкции полупроводников считаются передовыми во всем мире. Здесь тоже есть модный элемент.

После первого появления полупроводников все начали резко отказываться от ламповой техники. Но практические тесты показывают, что это часто неправильный подход.

Конечно, сотовые телефоны или 20-килограммовые ламповые компьютеры, которые занимают целые комнаты, никого не интересуют. трубка сотового телефона и компьютера

Но иногда только проверенные старые методы могут помочь нам в безвыходных ситуациях.

В результате сегодня у нас есть три возможности для беспроводной передачи энергии. Первое из рассмотренных ограничено как расстоянием, так и мощностью.

Но этого достаточно, чтобы зарядить аккумулятор смартфона, планшета или чего-то большего. Хотя эффективность невелика, метод все же работает. беспроводная удаленная зарядка различных устройств

Лазерная техника хороша только в космосе. На поверхности земли это не очень эффективно. Правда, когда другого выхода нет, можно им воспользоваться.

Но микроволновые печи дают волю воображению. С их помощью можно передавать энергию:

  • на земле и в космосе
  • с поверхности земли на космический корабль или спутник
  • и наоборот, со спутника в космосе он возвращается на Землю

Наиболее перспективные направления

Беспроводное электричество постоянно изучается многими физиками, рассматриваются наиболее перспективные направления в этой области, к которым относятся:

  1. Заряжайте мобильные устройства без подключения к кабелю;
  2. Реализация электроснабжения беспилотных летательных аппаратов — направление, которое будет пользоваться большим спросом как в гражданской, так и в военной отраслях, поскольку такие устройства в последнее время используются для различных целей.

Та же процедура удаленной передачи данных без использования проводов считалась когда-то прорывом в физических и энергетических исследованиях, сейчас никого не удивляет и стала доступна каждому. Благодаря современному развитию технологий и разработок, транспортировка электроэнергии этим методом становится реальностью и может быть реализована.

Ожидание относительно короткое. Если японцы сдержат свои обещания, в 2020 году вся бытовая техника, компьютеры и портативные устройства смогут освободиться от ига проводов, поработивших человечество. Покупателю останется только принести домой, например, новый телевизор, повесить его на стену и начать смотреть фильм буквально сразу, не задумываясь над тем, на каком экране скрыть некрасивый черный шнур питания. На улицах, в квартирах, в кафе будут встроены беспроводные передатчики энергии, что позволит людям забыть о разряженных батареях. Конечно, на окончательное воплощение таких идей в жизнь уйдет целых десять лет, но у нас есть все шансы на светлое будущее. К тому же уже есть вполне функциональные технологии. Жалко, что Никола Тесла не увидит этот день…

Перспективы

В настоящее время ведутся исследования и разработки проектов строительства электромобилей. Они будут двигаться с помощью проводника, который индуцирует ток в двигателе транспортного средства.

Многие компании-новаторы разрабатывают беспроводной метод передачи электроэнергии к источникам питания, такие устройства должны обеспечивать питание всех потребителей в одном помещении. Перспективным направлением являются также новые маршруты, которые благодаря беспроводному источнику обеспечат движение летательного аппарата на значительном удалении. Новые материалы, улучшенные устройства и многое другое со временем охватят все сферы человеческой деятельности.

Физика беспроводной передачи электрической энергии

Беспроводная передача электроэнергии на домашние устройства — это новая технология, но основные принципы известны давно. Когда задействованы электричество и магнетизм, уравнения Максвелла по-прежнему управляются, и передатчики посылают энергию приемникам так же, как и другие формы беспроводной связи. Однако беспроводная передача электричества отличается от них основным назначением, которое заключается в передаче самой энергии, а не закодированной в ней информации.

Блок-схема передатчика и приемника для беспроводной передачи электроэнергии
Блок-схема передатчика и приемника для беспроводной передачи электроэнергии

Электромагнитные поля, участвующие в беспроводной передаче электроэнергии, могут быть довольно сильными, поэтому необходимо учитывать безопасность человека. Воздействие электромагнитного излучения может вызвать проблемы, и существует вероятность того, что поля, создаваемые передатчиками электрической энергии, могут помешать работе носимых или имплантированных медицинских устройств.

Передатчики и приемники встроены в устройства для беспроводной передачи электроэнергии так же, как и аккумуляторы, которые они будут заряжать. Фактические схемы преобразования будут зависеть от используемой технологии. Помимо самой передачи электроэнергии, система БПЭ должна обеспечивать связь между передатчиком и приемником. Это гарантирует, что приемник может уведомить зарядное устройство о том, что аккумулятор полностью заряжен. Связь также позволяет передатчику определять местонахождение и идентифицировать приемник, чтобы точно настроить мощность, подаваемую на нагрузку, и контролировать, например, температуру батареи.

При беспроводной передаче электроэнергии важен выбор концепции ближнего или дальнего поля. Технологии передачи, количество передаваемой энергии и требования к расстоянию влияют на то, будет ли система использовать излучение ближнего или дальнего поля.

Точки, для которых расстояние от антенны значительно меньше одной длины волны, находятся в ближнем поле. Энергия в зоне ближнего поля не излучает, и колебания магнитного и электрического полей независимы друг от друга. Емкостная (электрическая) и индуктивная (магнитная) связи могут использоваться для передачи энергии приемнику, расположенному в ближнем поле передатчика.

Точки, для которых расстояние от антенны больше, чем примерно две длины волны, находятся в дальней зоне (между ближней и дальней зонами есть переходная область). Энергия дальнего поля передается в виде обычного электромагнитного излучения. Передача энергии в дальнем поле также называется пучком энергии. Примерами передачи в дальней зоне являются системы, в которых используются мощные лазеры или микроволновое излучение для передачи энергии на большие расстояния.

Технология

принцип индуктивной связи
Принцип индуктивной связи

Два устройства, либо взаимно индуктивно связанных, либо магнитно связанных, сконструированы таким образом, что изменение тока, когда один провод индуцирует напряжение на концах другого провода, производится за счет электромагнитной индукции. Это связано с взаимной индуктивностью.
Индуктивная связь предпочтительна из-за ее способности работать без проводов и из-за ее ударопрочности.

Резонансная индуктивная связь — это комбинация индуктивной связи и резонанса. Используя концепцию резонанса, можно заставить два объекта работать независимо от сигналов друг друга.

Принцип индуктивного резонанса связи

Как видно из диаграммы выше, резонанс обеспечивает индуктивность катушки. Конденсатор подключен параллельно обмотке. Энергия будет перемещаться вперед и назад между магнитным полем, окружающим катушку, и электрическим полем вокруг конденсатора. Здесь радиационные потери будут минимальными.

Также существует концепция беспроводной ионизированной связи.

это тоже достижимо, но здесь требуется немного больше усилий. Этот метод уже существует в природе, но вряд ли есть возможность для его реализации, так как он требует сильного магнитного поля, от 2,11 М / м 10. Его разработал гениальный ученый Ричард Волрас, разработчик вихревого генератора, который отправляет и передает тепловую энергию на большие расстояния, в частности, с помощью специальных коллекторов. Самый простой пример такого подключения — молния.

Беспроводные способы передачи электроэнергии

Энергия может распространяться через рассматриваемую сеть практически к любому неметаллическому материалу, включая, но не ограничиваясь этим. Это твердые вещества, такие как дерево, пластик, текстиль, стекло и кирпич, а также газы и жидкости. Когда металлический или электропроводящий материал (например, углеродное волокно) помещается в непосредственной близости от электромагнитного поля, объект поглощает из него энергию и, следовательно, нагревается. Это, в свою очередь, влияет на эффективность системы. Вот как работает индукционное приготовление пищи, например, неэффективная передача энергии от варочной панели создает тепло для приготовления пищи.

Чтобы создать систему беспроводной передачи электроэнергии, необходимо вернуться к истокам рассматриваемой темы. Или, точнее, успешный ученый и изобретатель Никола Тесла, который создал и запатентовал генератор, способный принимать энергию без различных материалистических проводников. Итак, для реализации беспроводной системы необходимо собрать все важные элементы и детали, в результате будет реализована небольшая катушка Тесла. Это устройство, которое создает в окружающем воздухе электрическое поле высокого напряжения. В то же время есть небольшая входная мощность, обеспечивающая беспроводную передачу энергии на расстояние.

Одним из важнейших способов передачи энергии является индуктивная связь. В основном используется для ближнего боя. Он отличается тем, что при протекании тока по одному проводу на концах другого индуцируется напряжение. Передача энергии происходит за счет взаимности между двумя материалами. Типичный пример — трансформатор. Идея микроволновой передачи энергии была разработана Уильямом Брауном. Вся концепция включает преобразование мощности переменного тока в мощность РЧ и передачу ее в космос, а также повторное использование мощности переменного тока для приемника. В этой системе напряжение генерируется с помощью источников микроволновой энергии. Как клистрон. И эта мощность передается на передающую антенну через волновод, защищающий от отраженной мощности. А также тюнер, который согласовывает импеданс микроволнового источника с другими элементами. Приемная часть состоит из антенны. Он принимает микроволновую мощность, импеданс и схему согласования фильтра. Эта приемная антенна вместе с выпрямительным устройством может быть диполем. Соответствует выходному сигналу аналогичному звуковому сигналу выпрямительного блока. Приемный блок также состоит из аналогичной секции, состоящей из диодов, которые используются для преобразования сигнала в предупреждение постоянного тока. Эта система передачи использует частоты в диапазоне от 2 ГГц до 6 ГГц.

Беспроводная передача электричества с помощью камара Бровина, который реализовал генератор, использующий аналогичные магнитные колебания. Суть в том, что это устройство работало благодаря трем транзисторам.

Использование лазерного луча для передачи энергии в виде световой энергии, которая преобразуется в электрическую энергию на принимающей стороне. Сам материал питается напрямую от таких источников, как солнце или любой электрический генератор. И, как результат, он реализует сфокусированный свет высокой интенсивности. Размер и форма луча определяются комплектом оптики. И этот проходящий лазерный свет принимается фотоэлектрическими элементами, которые преобразуют его в электрические сигналы. Обычно для передачи используются оптоволоконные кабели. Как и в случае с базовой солнечной энергетической системой, приемник, используемый в лазерном распространении, представляет собой серию фотоэлектрических элементов или солнечную панель. В свою очередь, они могут преобразовывать непоследовательный монохроматический свет в электричество.

Получаем энергию с катушками и без них

Мы пытаемся удалить энергию эфира двумя способами. Сначала трансформатор работает автономно, без дополнительных катушек. Слева — напряжение потребления, справа — ток. Напряжение около 11 вольт, сила тока 1,8. Теперь соединяем две одинаковые катушки. Трубки для снятия вставляются в их середину. На их выходе горят лампочки. Те, которые используются в холодильнике на 220 вольт, 15 ватт. Катушки наматываются так же, как и качер. Все концы луковиц уйдут в землю. Посмотрим, как меняются параметры.

7. Информация об измерении частоты на плате. Как это произошло? Включен во вторичную обмотку. Он пошел от катушки, прошел феррит, затем намотал на кольцо 3 витка обычного провода и выводы пошли на осциллограф. Я положил начало этому. Предел составляет 1 микросекунду. Предел напряжения 1 вольт. Мы смотрим.

Реальные проекты в наши дни

Из всего, что предлагает сегодня электротехнический рынок, это касается беспроводной передачи электроэнергии, зарядных устройств для смартфонов, электрических зубных щеток. В них используется принцип электромагнитной индукции.

Бесконтактная зарядка смартфона

Авиационная промышленность приступила к массовому производству беспилотных летательных аппаратов с беспроводной передачей электроэнергии. Небольшой микроволновый вертолет с ректенной может летать на высоте до 15 метров над землей. Появились дроны, которые могут летать в зоне прямой видимости лазерного луча.

Китайский производитель бытовой техники Haier Group производит беспроводные ЖК-телевизоры с 2010 года.

Как работает беспроводное электричество: индукция

Несмотря на то, что технология активно развивалась в последние десятилетия, один из самых популярных способов беспроводной передачи электроэнергии мало чем отличается от того, который использовал Фарадей. Одна резонансная медная катушка подключена к источнику питания, другая действует как приемник.

Видео работы беспроводного электричества с использованием двух катушек наглядно демонстрирует как простоту технологии, так и ее главную проблему — малый радиус действия. Кроме того, с его помощью невозможно передать большое количество энергии (катушки расплавятся), несмотря на то, что КПД составляет около 40% (об этом Тесла писал в 1899 году).

Однако нельзя сказать, что магнитная индукция не нашла своего применения. Сегодня технология активно используется для производства беспроводных зарядных устройств. Apple в 2017 году представила свои беспроводные зарядные устройства как нечто революционное, хотя этому новому продукту на самом деле более 100 лет.

Беспроводное электричество: популярные технологии

Помимо индукции, на которую производители электромобилей и гаджетов делают основные ставки, известны еще 3 метода: лазер, микроволновка, ультразвук. Ученые убеждены, что каждое из этих направлений может развиваться в будущем.

  • Лазер. Энергия передается путем преобразования ее в луч, который направляется на фотоэлемент в приемнике. Таким образом может передаваться большое количество энергии, но эти самолеты разрушаются в атмосфере Земли, из-за чего большая часть (около 60%) энергии рассеивается. Но в безвоздушных пространствах технология вполне жизнеспособна. Вот почему компании, занимающиеся исследованием космоса, продолжают изучать лазерные технологии: в 2009 году НАСА даже провело конкурс с призовым фондом в 900 000 долларов для лазера WPT. Первое место занял Laser Motive: на 1 км и 0,5 кВт непрерывной передаваемой мощности. Несмотря на то, что, конечно, мишени достигли лишь 10% энергии, эксперимент был признан успешным.

популярная технология для беспроводного электричества

  • СВЧ. Теоретически передачу энергии радиоволн можно сделать направленной, используя полупроводники или лампы (циклотронные преобразователи энергии). Полупроводники сейчас активно используются во всем мире, но когда дело доходит до передачи большого количества энергии, необходимо использовать больше полупроводников. Это не только увеличивает стоимость проекта, но и появляется переизлучение, т.е находиться рядом с такими панелями небезопасно. Но полупроводниковые системы показали высокий КПД — более 80%. Это было продемонстрировано Уильямом Барауном в 1975 году, передав 30 кВт на расстояние более 1 км. Создателями циклотронного преобразователя энергии являются советские ученые Владимир Савин и Владимир Ванке, хотя его КПД не превышает 70-80%, надежность достаточно высока.
  • Ультразвук. Технология была представлена ​​в 2011 году на выставке All Things Digital (D9). Студенты из Пенсильванского университета использовали ультразвуковой передатчик и приемник (преобразование захваченного электричества). Дальность действия составляет примерно 10 метров. Недостатки: между «узлами» должна быть прямая видимость, низкий КПД. Однако передаваемые ультразвуковые частоты не влияют на людей или животных.

Современное использование катушки Тесла

Самой популярной является демо-версия, которая позволяет увидеть электрическую дугу красивого фиолетового цвета и включить лампу без проводов. Однако иногда все же используется принцип катушки Тесла:

  • В системах зажигания двигателя внутреннего сгорания. Он использует тот же принцип преобразования энергии в электрическую дугу. Только зажигание работает на низких частотах, а катушка Тесла работает на высоких частотах.
  • Для питания люминесцентных и неоновых ламп. Хотя последнее чаще всего используется в качестве уловки.
  • Для обнаружения дыр в вакуумных системах.

Как видите, изобретение еще не полностью разработано. Патент все еще находится на рассмотрении инвестора. Но, скорее всего, инвестора никогда не будет.

Принцип работы

Сегодня многие домашние электрики пытаются собрать трансформаторы тока, при этом не всегда понимая принцип работы трансформатора Тесла, из-за чего выходят из строя. Действительно, ТТ недалеко от обычного трансформатора.

Обмоток две: первичная и вторичная. При приложении переменного напряжения от внешнего источника к первичной обмотке вокруг нее создается магнитное поле или, как его еще называют, колебательный контур. Когда заряд пробивает искровой промежуток, энергия начинает течь через магнитное поле к вторичной обмотке, где образуется второй колебательный контур. Часть энергии, запасенной в цепи, будет представлена ​​напряжением. Его величина будет прямо пропорциональна времени формирования контура.

Поэтому в KT есть две подключенные схемы генератора, что является отличительной особенностью по сравнению с обычными трансформаторами. Их взаимодействие создает ионизирующий эффект, поэтому мы видим стримеры (молнии).

Стандартизованные умы

Великие мира сего понимают важность технологий и не хотят допускать смешения стандартов от разных производителей (как это было на заре компьютерной индустрии). Одним из первых Министерство внутренних дел и коммуникаций Японии решило принять стандарты беспроводной передачи энергии

Его варианты были предложены Toshiba, которая уже работает над разработкой, исследованием и стандартизацией стандартов беспроводного питания для бытовой техники. Инициативные группы надеются вывести готовую технологию на рынок в период с 2015 по 2020 годы. Стандартизация будет разделена на три этапа: первый предполагает разработку стандартов индуктивной связи: технология сможет загружать объекты на расстояние до несколько миллиметров на частоте в несколько сотен кГц, вторая стандартизирует метод индуктивной резонансной связи, разработанный в Массачусетском технологическом институте для зарядки объектов на расстоянии нескольких метров от источника… Третья фаза стандартизирует приемники для обеспечения высокой энергоэффективности и, на основе этого стандарта, производители самого разнообразного оборудования смогут разрабатывать новые устройства.

Кто бы мог подумать, что такие обыденные вещи, как электрические зубные щетки, одними из первых получат беспроводное питание? На рисунке показана реализация WiTricity: все приборы, включая настольную лампу, не имеют проводов. Разве это не сказка?

Самостоятельное изготовление

Итак, самый простой способ сделать катушку Тесла для чайников своими руками. Часто в Интернете можно встретить цифры, превышающие стоимость хорошего смартфона, но на самом деле из кучи мусора в гараже можно собрать трансформатор на 12В, который позволит весело провести время, включив лампу без использования розетки.


Какой должен быть результат

требуется эмалированный медный провод. Если вы не можете найти лак для ногтей, вам также понадобится обычный лак для ногтей. Диаметр проволоки может варьироваться от 0,1 до 0,3 мм. Для поддержания количества оборотов требуется около 200 метров. Его можно намотать на обычную ПВХ трубу диаметром от 4 до 7 см. Высота от 15 до 30 см. Также потребуется приобрести транзистор, например, D13007, пару резисторов и проводов. Было бы неплохо иметь компьютерный кулер, охлаждающий транзистор.

Теперь можно приступить к сборке:

  1. отрезать 30 см трубы;
  2. оберните его нитью. Изгибы должны быть максимально плотно прилегающими друг к другу. Если проволока не покрыта эмалью, обработайте лаком. Сверху трубы проденьте конец проволоки через стену и приподнимите так, чтобы он выступал на 2 см выше установленной трубы.;
  3. сделать платформу. Подойдет обычная плита ДСП;
  4. можно сделать первую катушку. Нужно взять медную трубку диаметром 6 мм, согнуть ее на три с половиной оборота и закрепить на каркасе. Если диаметр трубы меньше, витков должно быть больше. Его диаметр должен быть на 3 см больше, чем у второй катушки. Прикрепите к каркасу. Сразу закрепляем вторую катушку;
  5. есть несколько способов создать тор. Можно использовать медные трубы. Но проще взять обычную алюминиевую гофру и металлическую перекладину для крепления к выступающему концу провода. Если проволока слишком хрупкая, чтобы удерживать тороид, можно использовать гвоздь, как на изображении ниже;
  6. не забудьте защитное кольцо. Однако, если один конец первичной цепи заземлен, от него можно отказаться;
  7. когда конструкция готова, транзистор подключается по схеме, подключается к радиатору или кулеру, затем необходимо подать питание, и установка завершена.


Первую катушку можно сделать плоской как на фото

В качестве блока питания для установки многие используют обычную коронку Durasel.


Трансформатор Тесла своими руками, простейшая схема

Источники

 

  • https://lightika.com/raznoe/besprovodnaya-peredacha-energii.html
  • https://amperof.ru/teoriya/besprovodnaya-peredacha-elektroenergii.html
  • https://uk-parkovaya.ru/secrets/wires/3-sposoba-besprovodnoj-peredaci-energii-tesla-kak-vsegda-byl-prav-lazery-mikrovolny-i-katuski-induktivnosti.html
  • https://domikelectrica.ru/3-sposoba-peredachi-energii-bez-provodov/
  • https://www.asutpp.ru/besprovodnaya-peredacha-elektrichestva.html
  • https://geekometr.ru/statji/besprovodnoj-sposob-peredachi-elektroenergii.html
  • https://mentamore.com/covremennye-texnologii/besprovodnoe-elektrichestvo.html
  • [https://radioprog.ru/post/152]

[свернуть]


Adblock
detector