Tesla Teorisi: Kablosuz Güç Yarışını Kim Kazanır?

İlan

Kablosuz gücü düşündüğünüzde, şimşek çakmağı görüntüleri bir Tesla bobini YouTube'daki En İyi Tesla Bobini 10 Müzik VideolarıNikola Tesla haklı olarak tüm zamanların en büyük bilimsel zihinlerinden biri olarak kabul edilir. Mühendis olarak, özellikle elektrik ve elektromanyetizma alanında öncü çalışması, adının eş anlamlı olduğu anlamına geliyor ... Daha fazla oku aklınıza gelebilir, ya da belki Frankenstein’ın canavarı canlandığı anın görüntüleri.

Fikir saçma ve neredeyse imkansız gibi görünse de, kablosuz gücün hızla bir gerçeklik haline geldiğini öğrenmek sizi şaşırtabilir.

Elektriğin havadan havaya aktarılmasının fütüristik başarısını gerçekleştirmek için ortaya konan bir dizi teori ve teklif var. evinizdeki cihazlar - bu makalede ele alacağız - ancak önce hem potansiyeli hem de sınırlamaları anlamak önemlidir nın-nin Bilim Kaçırmayacağınız 10 Bilim YouTube KanalıBilim kelimesi aslında bilgi anlamına gelir ve insanlığı gücünün yüksekliğine sürükleyen öğrenme ve anlama arayışıdır. Web bu bilgiyi dağıtmak için geniş bir fırsat sunuyor ... Daha fazla oku

bu girişimlerin arkasında.

Kablosuz Güç Nedir?

Çoğu insan elektriği düşündüğünde, pozitif bir terminal, negatif bir terminal ve bazen bir topraklama kablosuna sahip geleneksel bir veya iki telli fişi düşünürler. Pozitif ve negatif terminaller, aşağıdaki şemada gösterildiği gibi, esasen bir elektrik devresini oluşturur.

Bu bir elektrik devresinin en basit örneğidir. Aslında, anahtarı kaldırmak daha kolay olurdu, ama anladınız.

Pil “+” ve “-” terminalleri, bir lamba, bilgisayar veya başka bir şey takıyor olsanız da elektrik fişinizdeki kırmızı ve siyah kablolardır.

Temel düzeyinde, elektrik pozitiften negatif terminale bir “akım” akışı olarak tanımlanabilir. Yüklü parçacıkların hareketi hakkında teorik bir tartışmadan kaçınacağım. Sadece bir elektrikli cihaza güç sağlamak için, bu iki terminal arasında bir voltaj farkına ihtiyaç duyduğunu anlayın.

Öyleyse, şarj akışı için elektrik teli gibi bir iletkene bağlı bir sistemi açmak nasıl mümkün olabilir? Ne yapman gerekiyor, ateş etmek bir telin ucundan diğerine yük? Eh... .sorta.

Sizi transformatörle tanıştırayım.

Bu aslında Tesla'nın zamanından beri var olan bir kavram. Kaynak voltajınızı taşıyan bir kablo alıyorsunuz (örneğin 60 Hz AC ev prizine takılı) ve birçok döngüye sarın. Lanet olsun, halkaları sarmayı kolaylaştırmak için bir parça demir kullanın.

Ardından, ikinci bir kabloyu ilk bobinden kısa bir mesafede sarın. Tıpkı sihir gibi ikinci bobinde akımı indükleyeceksiniz.

Tamam, oldukça sihirli değil, ama oldukça yakın. Temel olarak, alternatif gerilime sahip her tel, çevresinde akı adı verilen elektromanyetik bir alan oluşturur. Kabloyu sardığınızda, o alanı güçlendirirsiniz. Demir gibi manyetik malzemeleri bu bobine kaydırın ve enerjiyi ikinci bobine aktarma yeteneğinizi geliştirirsiniz. Ama - işte vurucu - aynı şey havada da olabilir.

Hiç indüksiyon fırını kullandınız mı?

Bir tanesini görme şansınız varsa, onu tam ısıya getirin ve elinizi brülörün üzerine yerleştirin. Hayır, ciddiye - istediğiniz her şeye dokunun. Yakılmayacaksın. Bu sarmal teller, ocak üzerine yerleştirilmiş dökme demir tencere içine girdap akımları indüklemek içindir. Bu da yiyecekleri ısıtan kabı ısıtır.

Elektrik enerjisinin hava yoluyla bu şekilde iletilmesi, jeneratörlerin, motorların ve hatta elektrikli diş fırçası şarj cihazınızın nasıl çalıştığıdır. Bu durumlarda, demir bir çekirdek yerine, bir "hava çekirdeği" dir. Elektrik enerjisini akıtan akıdır.

Kablosuz Güçte Atılımlar

Öyleyse, bilim adamları neden daha önce indüksiyon kullanarak gücü kablosuz olarak transfer edemediler? Bunu anlamak için, her şeyi başlatan insanlara gitmeniz gerekiyor - ya da en azından Nikola Tesla’nın meşalesini aldı.

İçinde 2006 bildirisi Annals of Physics'te yayınlanan MIT araştırmacıları, bu alanların gücü kablosuz olarak iletmek için nasıl kullanılabileceğini kanıtlamayı amaçladıklarını açıkladılar.

Lokalize uzun ömürlü rezonant elektromanyetik durumların fiziksel fenomeninin ve ne ölçüde fiziksel fenomenini araştırıyoruz yavaşça kaybolan alan paternleri, yabancıların varlığında bile ihmal edilemez mesafelerde enerjiyi verimli bir şekilde aktarmak için kullanılabilir çevresel nesneler.

Basit İngilizcede, araştırmacılar, doğru konfigürasyonu kullanarak, bu indüksiyon alanlarının, yoldaki nesnelerle bile, bir mesafeden güç aktarmak için kullanılabileceğine inandıklarını söylediler.

Ve tahmin edin, 2007'ye kadar bunu kanıtladılar ve sonuçlarını Science dergisinde yayınlanan deneysel bir makalede yayınladılar.

Güçlü bir şekilde birleştirilmiş bir rejimde kendiliğinden rezonant bobinler kullanarak, deneysel olarak bobin yarıçapının 8 katına kadar mesafeler üzerinde verimli radyal olmayan güç aktarımı gösterdik. 2 metreyi aşan mesafelerde ~% 40 verimlilikle 60 watt aktarmayı başardık.

Bu inanılmaz bir başarıydı. Metrik sisteme henüz iyi ayarlanmamışlarınız için 2 metre altı buçuk fitin biraz üzerindedir. Temelde gücü bir bobinden diğerine, çok uzun bir insanın mesafesine aktarabilirlerdi.

Sırları neydi? “Rezonans bobinleri” dedikleri şey buydu. İki bobin arasında bir tür “rezonans” elde etmek için bobinleri - sayı, yarıçap ve diğer faktörleri - ince ayarladılar.

Güç aktarımının pratik olması için bobinlerin rezonansta olması önemlidir (6). Deneysel olarak, bobinlerden biri rezonanstan tespit edildiğinden yüke iletilen gücün keskin bir şekilde düştüğünü bulduk.

Ne olursa olsun, bu başarı kablosuz güç uygulamalarının hızla gelişmesine yol açtı. Yarış başlamıştı.

Gücü Kullanma Yarışı

Yarış yaptılar.

Ticari amaçlarla bu teknolojiyi kullanan ilk girişimlerden biri WiTricity. CEO Eric Giler, 2009'un başlarında TEDGlobal 2009'da kablosuz güç teknolojisinin demosunu verdi.

Sadece o değildi. Birçok şirket kısa mesafelerde pratik ve kolay uygulamalar için hemen bu teknolojiye atladı. Taşınabilir cihazları kablosuz olarak şarj etmek bariz bir ilk seçimdi ve 2009'da ilk endüktif şarj pedleri Duracell myGrid Güç Kablosunun Yanı sıra Gerçekten Şarj Ediyor mu?Güç kabloları günümüzün kablosuz dünyasında giderek daha eski bir kavramdır, ancak şu ana kadar bir ihtiyaç olmaya devam etmektedir. Kimse elektroniklerini bir sıçanın kablo yuvasına bağlamak zorunda kalmak istemiyor ... Daha fazla oku pazara girmek.

Artık mobil cihazlarınızı bu pedlere yerleştirebilirsiniz ve şarj olurlar. Artık telefonunuzun elektrik fişi için uğraşmanıza gerek yok.

Bunun harika bir buluş olduğunu düşünüyorsanız, MIT'in keşfinden bu yana endüstrinin ne kadar ilerlediğini düşünün. 2011 yılına gelindiğinde, Evatran elektrikli araçları herhangi bir kablo kullanmadan şarj etmek için endüksiyon teknolojisini kullanan elektrikli arabalar için bir “Plugless Power” sistemi yarattı.

Endüktif şarj elektrikli otomobillerin geleceği değildir, zaten buradadır.

Kablosuz Gücün Geleceği

Artık endüstrinin kablosuz güçle nerede olduğunu bildiğinize göre, nereye gittiğine bir bakalım.

2014'ün başlarında, Kore Yüksek Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (KAIST) “Dipol Bobin Rezonans Sistemi” geliştirebileceklerini, “alıcı ve verici arasında 5 metreye kadar genişletilmiş endüktif güç aktarımı aralığı oluşturma bobinleri.”

Ayrıca, bobin boyutlarını MIT ekibinin kullandığı şeyden küçülttüler ve her şeyi ticari amaçlar için daha pratik (hala pahalı olmasına rağmen) hale getirdiler.

Chun T. Araştırma projesinin başkanı Rim, Science Daily'ye söyledi bu tür bir sistemin, tıpkı insanların internet erişim noktaları kullandığı gibi “kablosuz güç noktaları” sağlamak için kullanılmasını öngördüğünü söyledi.

Tıpkı bugün her yerde Wi-Fi bölgeleri gördüğümüz gibi, sonunda elektronik cihazlara kablosuz olarak elektrik sağlayan restoranlar ve sokaklar gibi yerlerde birçok Wi-Power bölgesine sahip olacağız.

Beş metre yaklaşık on altı buçuk fittir. Şimdi bir evdeki tipik bir odanın uzunluğundan bahsediyorsunuz.

Bu yıl boyunca, Ossia adlı bir şirket, Cota adlı konsepti ile turlarını sürdürüyor. kablosuz şarj etme Kablosuz Şarj Nedir ve Nasıl Çalışır? [Açıklamalar MakeUseOf]Kablosuz bir dünyada yaşıyoruz. Ama biz yapmıyoruz. Elbette, hava dalgaları boyunca çok miktarda bilgi gönderebiliriz, ancak gönderebilen ve alabilen cihazlar güç kablolarına bağlanır ... Daha fazla oku baz istasyonuna 30 feet uzakta cihazların.

Ama elbette, Apple fanboylarının korkusu yok, şirketiniz de bu oyunun ön planda.

Ağustos ayında Apple, rezonant indüksiyon kablosuz güç şarjının planlanan uygulamaları ile ilgili iki patent aldı.

Bir patent kullanıcıların dongle veya daha yeni bir cihazın içindeki bir cihaz gibi bir güç kaynağını nasıl bağlayabileceklerini açıklar bilgisayar sistemi - ve sonra bu güç kaynağı kablosuz olarak “uygun şekilde ayarlanmış” tüm cihazları şarj eder Yakınlarda.

Patentte şunlar yazıyor:

… Uygun şekilde ayarlanmış çevresel aygıt, NFMR güç kaynağını ve bu şekilde ayarlanmış diğer çevresel aygıtları içerebilen bir rezonans devresinin bir parçası olarak düşünülebilir.

Patent, modern bir hanenin neye benzediğini tamamen değiştirebilecek bir teknolojiden yararlanmak için tüm bir elektronik endüstrisi yarışını ortaya koyuyor.

Birincisi, daha düşük güç talepleri ile şarj edilmesi daha kolay küçük cihazlar gelecek. Ancak, indüksiyon güç endüstrisindeki diğer oyuncuların bunun hakkında söyleyecekleri bir şey varsa, hepsi mikrodalga fırından büyük ekran TV'nize kadar ev cihazları, herhangi bir güç kablosu olmadan çalıştırılacaktır olursa olsun.

Bir gün, insanlar bugün evdeki elektrik prizlerine, bugün çocuklar bu eski aptal ağ jaklarına baktığı gibi bakabilirler. Hazır ya da değil, kablosuz güç gelecek - ve eminim Nikola Tesla mezarında gülüyor.

Kablosuz güç hakkında ne düşünüyorsunuz? Teknolojiyi kucaklayacak mısınız yoksa endişeniz mi var? Aşağıdaki yorum bölümünde düşüncelerinizi paylaşın!

Resim kredileri: Plazma Shutterstock üzerinden, Designua / Shutterstock, fotoikonix / ShutterstockMIT / Rezonans Bobinleri, Apple Patent / USPO.gov, Evikka / Shutterstock