Электротехнический интернет-журнал Electrik.info

"Электрик Инфо" - онлайн журнал про электричество. Теория и практика. Обучающие статьи, примеры, технические решения, схемы, обзоры интересных электротехнических новинок. Уроки, книги, видео. Профессиональное обучение и развитие. Сайт для электриков и домашних мастеров, а также для всех, кто интересуется электротехникой, электроникой и автоматикой.
 


Электрик Инфо » Электрическая энергия в быту и на производстве » Интересные факты » Способы беспроводной передачи электроэнергии
21 февраля 2015
Количество просмотров: 45351
Комментарии к статье: 5


Способы беспроводной передачи электроэнергии

Способы беспроводной передачи электроэнергииОткрытый Андре Мари Ампером в 1820 году закон взаимодействия электрических токов, положил начало дальнейшему развитию науки об электричестве и магнетизме. Спустя 11 лет, Майкл Фарадей экспериментально установил, что порождаемое электрическим током меняющееся магнитное поле способно индуцировать электрический ток в другом проводнике. Так был создан первый электрический трансформатор.

В 1864 году Джеймс Клерк Максвелл окончательно систематизировал экспериментальные данные Фарадея, придав им форму точных математических уравнений, благодаря которым была создана основа классической электродинамики, ведь эти уравнения описывали связь электромагнитного поля с электрическими токами и зарядами, а следствием этого должно было быть существование электромагнитных волн.

В 1888 году Генрих Герц экспериментально подтвердил существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом. Его искровой передатчик с прерывателем на основе катушки Румкорфа мог производить электромагнитные волны частотой до 0,5 гигагерц, которые могли быть приняты несколькими приемниками, настроенными в резонанс с передатчиком.

Генрих Герц

Приемники могли располагаться на расстоянии до 3 метров, и при возникновении искры в передатчике, искры возникали и в приемниках. Так были проведены первые опыты по беспроводной передаче электрической энергии с помощью электромагнитных волн.

В 1891 году Никола Тесла, занимаясь исследованием переменных токов высокого напряжения и высокой частоты, приходит к выводу, что крайне важно для конкретных целей подбирать как длину волны, так и рабочее напряжение передатчика, и совсем не обязательно делать частоту слишком высокой.

Ученый отмечает, что нижняя граница частот и напряжений, при которых ему на тот момент удалось добиться наилучших результатов, - от 15000 до 20000 колебаний в секунду при потенциале от 20000 вольт. Тесла получал ток высокой частоты и высокого напряжения, применяя колебательный разряд конденсатора (смотрите - Трансформатор Тесла). Он заметил, что данный вид электрического передатчика пригоден как для производства света, так и для передачи электроэнергии для производства света.

Никола Тесла

В период с 1891 по 1894 годы ученый многократно демонстрирует беспроводную передачу, и свечение вакуумных трубок в высокочастотном электростатическом поле, при этом отмечая, что энергия электростатического поля поглощается лампой, преобразуясь в свет, а энергия электромагнитного поля, используемая для электромагнитной индукции с целью получения аналогичного результата, в основном отражается, и лишь малая ее доля преобразуется в свет.

Даже применяя резонанс при передаче с помощью электромагнитной волны, значительного количества электрической энергии передать не удастся, утверждал ученый. Его целью в этот период работы была передача именно большого количества электрической энергии беспроводным способом.

Вплоть до 1897 года, параллельно с работой Тесла, исследования электромагнитных волн ведут: Джагдиш Боше в Индии, Александр Попов в России, и Гульельмо Маркони в Италии.

Вслед за публичными лекциями Тесла, Джагдиш Боше выступает в ноябре 1894 года в Калькутте с демонстрацией беспроводной передачи электричества, там он зажигает порох, передав электрическую энергию на расстояние.

После Боше, а именно 25 апреля 1895 года, Александр Попов, используя азбуку Морзе, передал первое радиосообщение, и эта дата (7 мая по новому стилю) отмечается теперь ежегодно в России как «День Радио».

В 1896 году Маркони, приехав в Великобританию, продемонстрировал свой аппарат, передав с помощью азбуки Морзе сигнал на расстояние 1,5 километра с крыши здания почтамта в Лондоне на другое здание. После этого он усовершенствовал свое изобретение и сумел передать сигнал по Солсберийской равнине уже на расстояние 3 километра.

Гульельмо Маркони

Тесла в 1896 году удачно передает и принимает сигналы на расстоянии между передатчиком и приемником примерно в 48 километров. Однако значительного количества электрической энергии передать на большое расстояние пока никому из исследователей не удалось.

Экспериментируя в Колорадо-Спрингс, в 1899 году Тесла напишет: «Несостоятельность метода индукции представляется огромной по сравнению с методом возбуждения заряда земли и воздуха». Это станет началом исследований ученого, направленных на передачу электроэнергии на значительные расстояния без использования проводов. В январе 1900 года Тесла сделает в своем дневнике запись об успешной передаче энергии на катушку, «вынесенную далеко в поле», от которой была запитана лампа.

Никола Тесла в в Колорадо-Спрингс

А самым грандиозным успехом ученого станет запуск 15 июня 1903 года башни Ворденклифф на Лонг-Айленде, предназначенной для передачи электрической энергии на значительное расстояние в больших количествах без проводов. Заземленная вторичная обмотка резонансного трансформатора, увенчанная медным сферическим куполом, должна была возбудить заряд земли и проводящие слои воздуха, чтобы стать элементом большой резонансной цепи.

Башня Ворденклифф на Лонг-Айленде

Так ученому удалось запитать 200 ламп по 50 Ватт на расстоянии около 40 километров от передатчика. Однако, исходя из экономической целесообразности, финансирование проекта было прекращено Морганом, который с самого начала вкладывал деньги в проект с целью получить беспроводную связь, а передача бесплатной энергии в промышленных масштабах на расстояние его, как бизнесмена, категорически не устраивала. В 1917 году башня, предназначенная для беспроводной передачи электрической энергии, была разрушена.

Подробнее об экспериментах Николы Тесла читайте здесь: Резонансный метод беспроводной передачи электрической энергии Николы Тесла

Уже намного позже, в период с 1961 по 1964 годы, эксперт в области СВЧ-электроники Вильям Браун экспериментировал в США с трактами передачи энергии СВЧ-пучком.

Вильям Браун

В 1964 году им было впервые испытано устройство (модель вертолета) способное принимать и использовать энергию СВЧ пучка в виде постоянного тока, благодаря антенной решётке, состоящей из полуволновых диполей, каждый из которых нагружен на высокоэффективные диоды Шоттки. Уже к 1976 году Вильям Браун осуществил передачу СВЧ-пучком мощности в 30 кВт на расстояние в 1,6 км с КПД превышающим 80%.

В 2007 году исследовательская группа Массачусетского технологического института под руководством профессора Марина Солячича сумела передать беспроводным способом энергию на расстояние в 2 метра. Передаваемой мощности было достаточно для питания 60 ваттной лампочки. 

демонстрация WREL от Intel

В основе их технологии (названной WiTricity) лежит явление электромагнитного резонанса. Передатчик и приемник – это резонирующие с одинаковой частотой две медные катушки диаметром 60 см каждая. Передатчик подключен к источнику энергии, а приемник - к лампе накаливания. Контуры настроены на частоту 10 МГц. Приемник в данном случае получает только 40-45% передаваемой электроэнергии.

Примерно в тоже самое время похожую технологию беспроводной передачи электроэнергии продемонстрировала компания Intel. 

технология WiTricity

В 2010 году Haier Group, китайский производитель бытовой техники, представила на всеобщее обозрение на выставке CES 2010 свой уникальный продукт - полностью беспроводной LCD телевизор, основанный на данной технологии.

Читайте также по этой теме: Стандарт беспроводного питания электронных устройств Qi

Андрей Повный





Поделитесь этой статьей с друзьями:


Другие статьи с сайта Электрик Инфо:

  • Резонансный метод беспроводной передачи электрической энергии Николы Тесла
  • Стандарт беспроводного питания электронных устройств Qi
  • Метод электромагнитной индукции при беспроводной передаче энергии
  • Беспроводная передача электроэнергии - проект Хуррама Африди
  • Электроэнергия без проводов. К новому миру беспроводного электричества
  • Тайны и загадки Николы Тесла
  • Идея Николы Теслы становится реальностью с беспроводной технологией питания ...
  • Метаматериал для усиления магнитных полей
  • Беспроводная радиосвязь, электромагнитное поле, электромагнитные волны и их ...
  • Что такое трансформатор Тесла
  • Категория: Электрическая энергия в быту и на производстве » Интересные факты

    Никола Тесла, Электрическая энергия

      Комментарии:

    #1 написал: Николай | [цитировать]

    Беспроводная передача с помощью микроволон это не фантастика, а реальность. Опыты по передаче десятков киловатт проводились в Калифорнии в 1975 году. В ходе экспериментов достигнута передача энергии на расстояние более одного километра. В 2008-м году корпорация Intel экспериментально повторила опыты Николы Тесла и Джона Брауна. С помощью беспроводной передачи электроэнергии питались лампы накаливания с коэффициентом полезного действия 75%. 

      Комментарии:

    #2 написал: Геннадий | [цитировать]

    При современном состоянии науки необходимость в беспроводной передаче электроэнергии просто отсутствует(!) Согласно "Общей эфиродинамике" Ацюковского В.А. академика РАЕН, плотность энергии эфира в окружающем нас пространстве составляет величину порядка 1,3*10 в 36 степени Дж на метр кубический! Для понимания этой величины следует сравнить её с годовым потреблением энергии на планете Земля: по оценкам специалистов это примерно 10 в 20 степени Джоулей! То есть, энергии запасённой всего в 1 кубическом миллиметре всему человечеству хватит на 13 миллионов лет! Таким образом, мы окружены океаном" дармовой" свободной энергии. Но энергетические олигархи заинтересованы в её продаже... отсюда все проблемы. Со времён Н.Теслы известны способы получения свободной энергии из окружающей среды и благодаря интернету можно соорудить устройство для индивидуального пользования необходимой мощности (любой) по крайней мере до 200 кВт - (смотреть установку Болотова). 

      Комментарии:

    #3 написал: Алан | [цитировать]

    Думаю если безпроводная передача эл.энергии дойдет до высоких уровней, то мы электрики-энергетики останемся без работы. Все мы знаем что связистов Ростелекома сокращяют по полной программе. Ведь сотовые операторы вытесняют их...

      Комментарии:

    #4 написал: Кузьма | [цитировать]

    Геннадий,
    а ссылку на данную установку можно, а то все пишут шарлатан да шарлатан.

      Комментарии:

    #5 написал: Даниил | [цитировать]

    Беспроводная передача энергии возможна благодаря тому, что и устройство, и устройство, принимающее энергию, содержат катушку (чаще всего медную ). Катушка в источнике становится проводником, который при прохождении через нее тока создает электромагнитное поле. Благодаря электромагнитному полю катушка «активируется» в зарядном устройстве и индуцирует ток, который затем подается на аккумулятор зарядного устройства.

    Первооткрывателем теории беспроводной зарядки является американский изобретатель Никола Тесла. В конце 19-го и начале 20-го века Тесла экспериментировал с беспроводной передачей энергии, однако из-за финансовых проблем ему не удалось завершить свою идею. Однако со временем выяснилось, что его теория беспроводной передачи энергии не совсем неверна. Таким образом, несмотря на то, что этому изобретению более ста лет, беспроводной метод подзарядки устройств начал широко использоваться и развиваться только в последние пятнадцать лет, когда его потенциал был замечен крупными игроками в области электроники. Таким образом, они начали разрабатывать свои собственные технологии беспроводной зарядки, и в 2008 году технология Qi стала стандартом беспроводной зарядки. Однако сегодня мы знаем еще пять технологий помимо стандарта Qi, которые позволяют нам заряжать различные устройства без проводов.

    Добавление комментария
    Имя:*
    Комментарий:

    Популярные статьи:

    Присоединяйтесь к нам в социальных сетях:

    ВКонтакте | Facebook | Одноклассники | Яндекс Дзен

     

    Популярные разделы сайта:

    Электрика дома  Электрообзоры  Энергосбережение
    Секреты электрика Источники света Делимся опытом
    Домашняя автоматика Электрика для начинающих
    Практическая электроника Электротехнические новинки



    Copyright © 2009-2022 Электрик Инфо - Electrik.info, Андрей Повный
    Вся информация на сайте предоставлена в ознакомительных и познавательных целях.
    За применение этой информации администрация сайта ответственности не несет.
    Перепечатка материалов сайта запрещена.