- Teorie
- Jak funguje bezdrátová elektřina
- Historie
- Bezdrátová technologie
- Magnetismus
- Magnetická indukce
- Napájení
- Technologie
- Výhody a nevýhody
Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!
Mnoho let se vědci potýkají s problémem minimalizace nákladů na elektrickou energii. Existují různé způsoby a návrhy, ale stále nejznámější teorie je bezdrátový přenos elektřiny. Navrhujeme zvážit, jak je realizován, kdo je jeho vynálezcem a proč dosud nebyl realizován.
Teorie
Bezdrátová elektřina je doslova přenos elektrické energie bez vodičů. Lidé často srovnávají bezdrátový přenos elektřiny s přenosem informací, jako je rádio, mobilní telefony nebo přístup k internetu Wi-Fi. Hlavní rozdíl je v tom, že s rádiovým nebo mikrovlnným přenosem je technologie zaměřená na obnovu a přepravu informací, nikoliv energie, která byla původně vynaložena na přenos.
Bezdrátová elektřina je relativně nová oblast technologie, ale poměrně dynamická. Jsou vyvíjeny metody, jak efektivně a bezpečně přenášet energii ze vzdálenosti bez přerušení.
Jak funguje bezdrátová elektřina
Hlavní práce je založena na magnetismu a elektromagnetismu, jako je tomu v případě vysílání. Bezdrátové nabíjení, také známé jako indukční nabíjení, je založeno na několika jednoduchých provozních principech, zejména technologie vyžaduje dvě cívky. Vysílač a přijímač, které společně vytvářejí střídavé magnetické pole nekonstantního proudu. Toto pole zase způsobuje napětí v cívce přijímače; To lze použít k napájení mobilního zařízení nebo nabíjení baterie.
Pokud nasměrujete elektrický proud drátem, vytvoří se kolem kabelu kruhové magnetické pole. Navzdory skutečnosti, že magnetické pole ovlivňuje smyčku i cívku, je nejvýraznější na kabelu. Když vezmete druhou cívku drátu, která nezíská elektrický proud, a místo, kde instalujeme cívku v magnetickém poli první cívky, bude elektrický proud z první cívky přenášen magnetickým polem a skrze druhou cívku, čímž se vytvoří indukční spojení.
Jako příklad si vezměte elektrický kartáček na zuby. V něm je nabíječka připojena k zásuvce, která vysílá elektrický proud do krouceného drátu uvnitř nabíječky, která vytváří magnetické pole. Uvnitř zubního kartáčku je druhá cívka, když proud začne proudit, díky vytvořenému MP, kartáč začne nabíjet bez přímého připojení k 220 V napájecí síti.
Historie
Bezdrátový přenos energie jako alternativa k přenosu a distribuci elektrických vedení byl poprvé navržen a demonstrován Nikola Teslou. V 1899, Tesla představil bezdrátový přenos k síle pole zářivek lokalizovaných dvacet pět mil od zdroje energie bez použití drátů. Ale v té době to bylo levnější dělat vedení z měděných drátů na 25 mil, spíše než stavět speciální elektrické generátory, které Tesla zkušenosti vyžadují. Nikdy mu nebyl udělen patent a vynález zůstal ve vědcích.
Zatímco Tesla byla první osobou, která byla schopna prokázat praktické možnosti bezdrátové komunikace v roce 1899, dnes je v prodeji jen velmi málo zařízení, jedná se o bezdrátové kartáčky na sluchátka, nabíjení telefonů a tak dále.
Bezdrátová technologie
Bezdrátový přenos energie zahrnuje přenos elektrické energie nebo energie ze vzdálenosti bez vodičů. Hlavní technologie tedy spočívá v pojetí elektřiny, magnetismu a elektromagnetismu.
Magnetismus
Toto je základní síla přírody, která provokuje určité druhy materiálu, aby se navzájem přitahovaly nebo odpuzovaly. Jediné permanentní magnety jsou póly Země. Proudový tok v obvodu generuje magnetická pole, která se liší od oscilačních magnetických polí rychlostí a časem potřebným pro generování střídavého proudu (AC). Síly, které se objeví současně, zobrazují níže uvedený diagram.
Elektromagnetismus je vzájemná závislost střídavých elektrických a magnetických polí.
Magnetická indukce
Pokud je vodivá smyčka připojena ke zdroji střídavého proudu, generuje oscilační magnetické pole uvnitř a kolem smyčky. Je-li druhý vodivý obvod umístěn dostatečně blízko, zachytí část tohoto kmitajícího magnetického pole, které zase generuje nebo indukuje elektrický proud ve druhé cívce.
Video: jak probíhá bezdrátový přenos elektřiny
Elektrická energie je tedy přenášena z jednoho cyklu nebo cívky do druhého, což je známé jako magnetická indukce. Příklady tohoto jevu se používají v elektrických transformátorech a generátorech. Tento koncept je založen na zákonech Faradayovy elektromagnetické indukce. Tam, on argumentuje, že když tam je změna v magnetickém toku spojovat se EMF cívku indukovanou v cívce, hodnota je stejná jako součin počtu otáček cívky a rychlosti změny toku.
Napájení
Tato část je nutná, pokud jedno zařízení nemůže přenést energii do jiného zařízení.
Magnetická vazba je generována, když je magnetické pole objektu schopno indukovat elektrický proud s jinými zařízeními ve svém dosahu.
O dvou zařízeních se říká, že jsou vzájemně indukčně spojeny nebo magneticky spojeny, když jsou vyrobeny takovým způsobem, že se proud mění, zatímco jeden vodič indukuje napětí na koncích druhého vodiče prostřednictvím elektromagnetické indukce. To je způsobeno vzájemnou indukčností
Technologie
Dvě zařízení, vzájemně indukčně spřažená nebo mající magnetickou vazbu, jsou vyrobena tak, že změna proudu v tom, že jeden vodič indukuje napětí na koncích druhého drátu, je produkována elektromagnetickou indukcí. To je způsobeno vzájemnou indukčností.
Indukční vazba je výhodná z důvodu její schopnosti pracovat bez vodičů, stejně jako odolnosti vůči nárazu.
Rezonanční indukční vazba je kombinací indukční vazby a rezonance. Pomocí konceptu rezonance mohou být v závislosti na signálech vytvořeny dva objekty.
Jak je vidět z výše uvedeného diagramu, rezonance poskytuje indukčnost cívky. Kondenzátor je připojen paralelně k vinutí. Energie se bude pohybovat tam a zpět mezi magnetickým polem obklopujícím cívku a elektrickým polem kolem kondenzátoru. Zde budou ztráty záření minimální.
Existuje také koncept bezdrátové ionizované komunikace.
To je také ztělesněno v životě, ale zde je třeba dát trochu více úsilí. Tato technika již existuje v přírodě, ale sotva je proveditelná její implementace, protože potřebuje vysoké magnetické pole, od 2, 11 M / m 10]. Byl vyvinut brilantním vědcem Richardem Volrasem, vývojářem vortexového generátoru, který vysílá a přenáší tepelnou energii na velké vzdálenosti, zejména pomocí speciálních kolektorů. Nejjednodušším příkladem takového spojení je blesk.
Výhody a nevýhody
Tento vynález má samozřejmě své výhody oproti drátovým metodám a nevýhodám. Navrhujeme je zvážit.
Mezi výhody patří:
- Úplná absence vodičů;
- Není třeba napájení;
- Potřeba baterie je zrušena;
- Energie je přenášena efektivněji;
- Podstatně menší potřeba údržby.
Mezi nevýhody patří:
- Vzdálenost je omezena;
- magnetická pole nejsou pro lidi tak bezpečná;
- bezdrátový přenos elektřiny, mikrovlnné trouby nebo jiné teorie je prakticky nemožné doma i vlastníma rukama;
- vysoké náklady na instalaci.