The Tesla Theory: Kdo vyhraje závod o bezdrátové napájení?

reklama

Když přemýšlíte o bezdrátovém napájení, obrázky bleskových blesků z něj závodí jedna Tesla cívka 10 z nejlepších Tesla Coils hudebních videí na YouTubeNikola Tesla je právem považován za jednu z největších vědeckých myslí všech dob. Jeho průkopnická práce jako inženýr, zejména v oblasti elektřiny a elektromagnetismu, znamená, že jeho jméno je synonymem pro ... Přečtěte si více k jinému pravděpodobně přijde na mysl, nebo možná představy o okamžiku, kdy Frankensteinovo monstrum ožilo.

I když se tento nápad jeví jako směšný a téměř nemožný, můžete být překvapeni, když zjistíte, že bezdrátové napájení se rychle stává skutečností.

Existuje řada teorií a návrhů, jak dosáhnout futuristického výkonu přenosu elektřiny vzduchem zařízení ve vaší domácnosti - k nimž se dostaneme v tomto článku - ale nejdřív je důležité pochopit potenciál i omezení z věda 10 vědeckých kanálů YouTube, které nemůžete minoutSlovo věda v podstatě znamená poznání, a právě toto hledání učení a porozumění vedlo lidstvo k výšce jeho moci. Web nabízí dostatečnou příležitost k šíření těchto znalostí ...

Přečtěte si více za těmito pokusy.

Co je bezdrátové napájení?

Když většina lidí myslí na elektřinu, myslí na tradiční jeden nebo dva vodiče, které mají kladný vývod, záporný vývod a někdy i zemnící vodič. Kladné a záporné svorky tvoří to, co je v podstatě elektrický obvod, jak je znázorněno na obrázku níže.

Toto je nejjednodušší příklad elektrického obvodu. Vlastně, odstranění spínače by bylo jednodušší, ale pochopíte.

Terminály „+“ a „-“ baterie jsou červený a černý vodič ve vaší zástrčce, ať už připojujete lampu, počítač nebo cokoli jiného.

Na své základní úrovni lze elektřinu charakterizovat jako tok „proudu“ z pozitivních do negativních terminálů. Budu se vyhýbat teoretické diskusi o pohybu skutečně nabitých částic. Jen pochopte, že k napájení elektrického zařízení potřebuje rozdíl napětí mezi těmito dvěma terminály.

Jak je tedy možné pro tok náboje otočit systém, který zjevně závisí na vodiči, jako je elektrický vodič? Co máte dělat, střílet poplatek od špičky jednoho drátu k druhému? No… .sorta.

Dovolte mi představit vám, transformátor.

Toto je vlastně koncept, který existuje už od dob samotného Tesly. Berete jeden vodič nesoucí vaše zdrojové napětí (připojené například k 60 Hz AC domácí zásuvce) a navíjíte jej v mnoha smyčkách. Ach, sakra, použijte kousek železa, aby bylo snadné ovinout smyčky.

Poté zabalte druhý drát kousek od první cívky. Vyvoláte proud ve druhé cívce, stejně jako magie.

Dobře, ne docela magie, ale docela blízko. V podstatě každý drát, který má střídavé napětí, indukuje kolem sebe elektromagnetické pole zvané tok. Když stočíte drát, zesílíte toto pole. Zasuňte do této cívky magnetický materiál, jako je železo, a vy zlepšíte schopnost přenosu energie na tuto druhou cívku. Ale - tady je kicker - to samé se může stát přímo vzduchem.

Používali jste někdy indukční troubu?

Pokud máte šanci jednu vidět, otočte ji na plné teplo a položte ruku na hořák. Ne, vážně - dotkněte se všeho, co se vám líbí. Nebudeš spálen. Tyto stočené dráty jsou určeny k indukci vířivých proudů do litinového nádobí umístěného na sporáku. To zase zahřívá hrnec, který ohřívá jídlo.

Tento přenos elektrické energie vzduchem je způsob, jakým fungují generátory, motory a dokonce i vaše nabíječka elektrických zubních kartáčků. V těchto případech je to místo železného jádra „vzduchové jádro“. Je to tok, který přenáší elektrickou energii.

Průlom v bezdrátovém napájení

Proč tedy dosud vědci nebyli schopni bezdrátově přenášet energii pomocí indukce? Abychom tomu porozuměli, musíte opravdu jít k lidem, kteří to všechno zahájili - nebo alespoň zvednout pochodeň Nikola Tesly.

V 2006 papír publikoval v Annals of Physics, výzkumníci MIT popsali, jak mají v úmyslu dokázat, že tato pole by mohla být použita pro bezdrátový přenos energie.

Zkoumáme, zda a do jaké míry je fyzický fenomén rezonančních elektromagnetických stavů s dlouhou životností s lokalizací pomalu evanescentní pole může být použito k efektivnímu přenosu energie na nezanedbatelné vzdálenosti, a to i v přítomnosti cizích environmentální objekty.

V prosté angličtině vědci říkali, že věří, že pomocí správné konfigurace by tato indukční pole mohla být použita k přenosu energie na dálku, dokonce i s objekty v cestě.

A hádejte co, do roku 2007 to dokázali, a zveřejnili své výsledky v experimentálním článku publikovaném v časopise Science.

Při použití rezonančních cívek v silně spřaženém režimu jsme experimentálně demonstrovali účinný neagresivní přenos energie na vzdálenosti až osminásobku poloměru cívek. Podařilo se nám přenést 60 wattů s ~ 40% účinností na vzdálenosti větší než 2 metry.

Byl to úžasný úspěch. Pro ty z vás, kteří ještě nejsou naladěni na metrický systém, jsou 2 metry mírně nad šesti a půl metry. V podstatě dokázali přenést sílu z jedné cívky na druhou, vzdálenost velmi vysokého člověka.

Jaké bylo jejich tajemství? Právě to nazývali „rezonanční cívky“. Vyladily cívky - počet, poloměr a další faktory, aby dosáhly jakési „rezonance“ mezi oběma cívkami.

Aby byl přenos energie praktický, musí být cívky rezonanční (6). Experimentálně zjišťujeme, že energie přenášená na zátěž prudce klesá, protože jedna z cívek je oddělena od rezonance.

Bez ohledu na to tento úspěch vyvolal rychlý vývoj aplikací pro bezdrátové napájení. Závod pokračoval.

Závod využít sílu

Závod dělali.

Jeden z prvních startupů, který skočil na tuto technologii pro komerční účely, byl WiTricity. Již v roce 2009 předal generální ředitel Eric Giler na TEDGlobal 2009 demo technologie bezdrátového napájení.

Nebyl jediný. Mnoho společností okamžitě skočilo na tuto technologii pro aplikace, které byly praktické a snadné na krátké vzdálenosti. Bezdrátové nabíjení přenosných zařízení bylo zřejmou první volbou a v roce 2009 první indukční nabíjecí podložky Opravdu se Duracell myGrid opravdu nabíjí i napájecí kabel?Napájecí kabely jsou v dnešním bezdrátovém světě stále více zastaralým konceptem, ale zatím zůstávají nezbytností. Nikdo nechce být nucen svázat elektroniku s krysím hnízdem kabelů ... Přečtěte si více zasáhnout trh.

Nyní můžete na tyto podložky umístit vaše mobilní zařízení a budou se nabíjet. Už se nemusíte hádat, aby se váš telefon zapojil do elektrické zásuvky.

Pokud si myslíte, že to byl skvělý vynález, pak zvažte, jak daleko se průmysl dostal od dob objevu MIT. Do roku 2011 byla společnost pojmenována Evatran vytvořil systém „Plugless Power“ pro elektromobily využívající indukční technologii k nabíjení elektrických vozidel bez kabelů.

Induktivní nabíjení není budoucnost elektrických automobilů, je to už tady.

Budoucnost bezdrátového napájení

Nyní, když víte, kde je odvětví s bezdrátovým napájením, pojďme se podívat, kam to jde.

Začátkem roku 2014 vědci v EU Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) oznámili, že vyvinuli „Dipole Coil Resonant System“, kde mohli vytvořit „rozšířený rozsah indukčního přenosu energie, až 5 metrů mezi vysílačem a přijímačem cívky. “

Byli také schopni zmenšit velikost cívek z toho, co tým MIT použil, čímž se celá věc stala praktičtější (i když stále drahou) pro komerční účely.

Chun T. Rim, vedoucí výzkumného projektu, řekl Science Daily že si představil, že takový systém bude používán k poskytování „hot-spotů pro bezdrátové napájení“, stejně jako lidé používají internetové hotspoty.

Stejně jako dnes všude vidíme zóny Wi-Fi, nakonec budeme mít mnoho zón Wi-Power na takových místech, jako jsou restaurace a ulice, které bezdrátově dodávají elektrickou energii elektronickým zařízením.

Pět metrů je téměř šestnáct a půl stopy. Nyní mluvíte o délce typické místnosti v domě.

V průběhu letošního roku se společnost Ossia účastní kol s konceptem s názvem Cota, což technologie, kterou společnost slibuje, umožní Bezdrátové nabíjení Co je bezdrátové nabíjení a jak přesně to funguje? [MakeUseOf vysvětluje]Žijeme v bezdrátovém světě. Až na to, že ne. Jistě, můžeme vysílat obrovské množství informací přes vlnové vlny, ale zařízení, která jsou schopna jejich odesílání a přijímání, jsou vázána na napájecí kabely ... Přečtěte si více zařízení do vzdálenosti 30 stop od základní stanice.

Ale samozřejmě se fanoušci Apple nebojí, vaše společnost je také v popředí této hry.

V srpnu Apple obdržel dva patenty, které se týkaly jejich plánované aplikace rezonančního indukčního bezdrátového nabíjení energie.

Jeden patent popisuje, jak budou uživatelé moci připojit napájecí zdroj - například dongle nebo zařízení uvnitř novějšího počítačový systém - a pak tento zdroj napájení bezdrátově nabije všechna „správně vyladěná“ zařízení poblíž.

Patent zní:

… Vhodně naladěné periferní zařízení lze považovat za součást rezonančního obvodu, který může zahrnovat napájení NFMR a jakákoli další takto upravená periferní zařízení.

Patent odhaluje celý elektronický průmysl, který závodí s využitím technologie, která by mohla zcela proměnit vzhled moderní domácnosti.

Nejprve přijdou menší zařízení, která se snáze nabíjejí, s nižšími nároky na energii. Pokud však mají ostatní hráči v indukční energetice co říci, všichni domácí zařízení - od vaší mikrovlnné trouby k televizoru s velkou obrazovkou - budou napájena bez napájecích kabelů vůbec.

Jednoho dne se lidé mohou podívat na elektrické zásuvky v domě stejným způsobem, jakým se dnes děti dívají na ty staré, hloupé síťové konektory. Bezdrátové napájení připravené nebo ne, je budoucnost - a vsadím se, že se Nikola Tesla ve svém hrobě směje.

Co si myslíte o bezdrátovém napájení? Přijmete technologii, nebo máte nějaké obavy? Sdílejte své myšlenky v sekci komentářů níže!

Obrazové kredity: Plazma Přes Shutterstock, Designua / Shutterstock, photoiconix / ShutterstockMIT / rezonanční cívky, Apple Patent / USPO.gov, Evikka / Shutterstock