kategorier: Utvalgte artikler » Interessante elektriske nyheter
Antall visninger: 66030
Kommentarer til artikkelen: 4
Elektrisitet uten ledninger. Mot en ny verden av trådløs elektrisitet
På slutten av 1800-tallet forårsaket oppdagelsen av at elektrisitet kunne brukes til å gjøre en lyspære glød, en eksplosjon av forskning som hadde som mål å finne den beste måten å overføre strøm på.
I spissen for løpet var den berømte fysikeren og oppfinneren Nikola Tesla, som utviklet et grandiost prosjekt. Tesla kunne ikke tro på virkeligheten av å skape et kolossalt nettverk av ledninger som dekker alle byer, gater, bygninger og rom, og konkluderte med at den eneste realiserbare overføringsmetoden er trådløs. Han tegnet et tårn på rundt 57 meter høyt, som skulle overføre energi over mange kilometer, og begynte til og med å bygge det på Long Island. En serie eksperimenter ble utført, men mangelen på penger tillot ikke ferdigstillelse av tårnet. Ideen om å overføre energi med fly ble spredt så snart det viste seg at industrien var i stand til å utvikle og implementere en kablet infrastruktur.
Og nå, for noen år siden, ble førsteamanuensis ved Institutt for fysikk ved Massachusetts Institute of Technology (MIT), Marin Soljačić, vekket fra en søt drøm av de insisterende ropene fra en mobiltelefon. "Telefonen stoppet ikke, og krevde at jeg skulle sette den på for å lade," sier Soljacic. Sliten og ikke til å reise seg begynte han å drømme om at telefonen, når han var hjemme, begynte å lade på egen hånd.
Soljacic begynte å forske på måter å overføre energi uten ledninger. Han forlot langtransporterte energiforsendelsesprosjekter som Tesla-prosjektet og fokuserte på energistransportmetoder med kort rekkevidde som ville tillate lading eller til og med slå på bærbare enheter - mobiltelefoner, PDA-er, bærbare datamaskiner.
Først vurderte han muligheten for å bruke radiobølger som overfører informasjon så effektivt på avstand, men fant ut at i dette tilfellet vil mesteparten av energien bli spredt i verdensrommet. Bruken av en laser krevde at energikilden og den ladbare enheten skulle være i synsfeltet av hverandre uten hindringer mellom dem. I tillegg ble denne metoden full av skader på gjenstander fanget i overføringslinjen. Derfor begynte Soljacic å lete etter en overføringsmetode som både ville være effektiv, det vil si i stand til å overføre energi uten å spre den, og være trygg.
Til slutt nøyde han seg med fenomenet resonanskobling, da to objekter som var innstilt på samme frekvens intensivt utveksler energi med hverandre, mens han bare svakt interagerer med andre objekter. En klassisk illustrasjon av denne effekten er opplevelsen med flere glass fylt med vin hver til et annet nivå enn resten. Som et resultat er det for hvert glass en unik lydfrekvens som forårsaker vibrasjoner. Hvis en sanger noterer riktig frekvens, kan et av glassene motta en slik dose akustisk energi at det vil smuldre, mens de gjenværende glassene vil forbli intakte.
Soljacic innså at magnetisk resonans er en lovende måte å overføre strøm på. Magnetfeltet sprer seg fritt i verdensrommet og er ved de rette frekvensene ufarlig for levende ting. I samarbeid med MIT-fysikprofessorene John Joannopoulos og Peter Fisher og tre studenter utviklet han en enkel enhet som tente en 60-watts lyspære trådløst.Enheten besto av to resonansinnstilte kobberspoler hengt opp fra taket i en avstand på omtrent to meter. Den ene spolen var koblet til en vekselstrømskilde og skapte et magnetfelt. En andre spole innstilt på samme frekvens og koblet til pæren, som resonerer i et magnetfelt, genererte en strøm som antenner pæren. Enheten fungerte selv når en tynn vegg ble plassert mellom spolene.
Det er bemerkelsesverdig at installasjonen ikke engang krever en direkte siktlinje mellom mottakeren og senderen. Som et eksperiment ble papp og jernplate plassert mellom dem, men dette påvirket ikke strømtilførselen.
Den mest effektive av enhetene som er skapt av dette øyeblikket, består av 60 centimeter kobberspoler og et magnetfelt med en frekvens på 10 megahertz. Det lar deg overføre energi over en avstand på to meter med 50 prosent effektivitet. Forskning forskes med sølv og andre materialer for å redusere størrelsen på spolene og øke effektiviteten. Soldacic håper å oppnå 70-80 prosent overføringseffektivitet.
Fysikere fra Massachusetts forklarer at prinsippet for installasjonen er basert på resonansmekanismen, det vil si et fenomen som forårsaker vibrasjoner i et objekt når det blir utsatt for energi med en viss frekvens. Når to objekter har like resonansindekser, kan de imidlertid bytte energi, og på ingen måte påvirke objektene rundt.
I naturen er det mange eksempler på resonans. Det mest kjente eksemplet på resonans er når flere identiske glassglass er fylt med forskjellige mengder vann, hvis hvert glass er tappet med en metallskje, vil hvert glass gi en unik lyd.
I stedet for akustisk resonans, brukte fysikere frekvensresonans av elektromagnetiske bølger i WiTricity. I installasjonen resonerer begge spolene i frekvensområdet 10 MHz og bytter strøm, og jo lenger samspillet mellom elementene er, desto mer strøm ankommer mottakeren. Dessuten, jo lavere resonansområde, desto mer lang bølgelengde oppnås som et resultat, og desto større kan avstanden mellom mottakeren og senderen være.
En annen viktig faktor er at dette oppsettet ikke skader menneskers helse, siden det opererer med lave frekvenser hovedsakelig i det magnetiske spekteret.
"Så vidt vi vet, reagerer ikke menneskelige organismer på magnetisk interaksjon. Hvis frekvensen din ble merkbar, for eksempel 2 GHz, ville du fått effekten av en mikrobølgeovn, og det ville ha vært en helt annen effekt," sier en av utviklerne av installasjonen, Marine Soladzic.
En rekke andre måter å lade batterier trådløst er under utredning. Oppstart som Powercast, Fulton Innovation og WildCharge har begynt å markedsføre adaptere som tillater trådløs lading av mobiltelefoner, MP3-spillere og andre enheter hjemme eller i bilen. Men Soljacics tilnærming er annerledes ved at den tillater automatisk lading av enheter så snart de faller inn i handlingsfeltet til en trådløs sender.
Arbeidet til Soljacic-gruppen vakte oppmerksomhet fra selskaper som produserer elektroniske apparater, så vel som bilindustrien. Forskningen ble finansiert av det amerikanske forsvarsdepartementet, som håpet å få trådløs automatisk oppladningsteknologi for batteri. Soldjacic foretrekker imidlertid ikke å spre seg om mulig industriell anvendelse av teknologien.
Det er så mange potensielle applikasjoner i dagens batteridrevne verden der teknologien vår kan brukes, "sier han." Det er en veldig kraftig metode. "
Se også på elektrohomepro.com
: