kategorier: Udvalgte artikler » Interessante fakta
Antal visninger: 39972
Kommentarer til artiklen: 4
Trådløse kraftoverførselsmetoder
Loven om interaktion mellem elektriske strømme, opdaget af Andre Marie Ampere i 1820, lagde grundlaget for den videre udvikling af videnskaben om elektricitet og magnetisme. Efter 11 år konstaterede Michael Faraday eksperimentelt, at et skiftende magnetfelt genereret af en elektrisk strøm er i stand til at inducere en elektrisk strøm i en anden leder. Så det blev skabt første elektriske transformer.
I 1864 systematiserede James Clerk Maxwell endelig Faradays eksperimentelle data og gav dem form af nøjagtige matematiske ligninger, takket være hvilket grundlag for klassisk elektrodynamik blev skabt, fordi disse ligninger beskrev forholdet mellem det elektromagnetiske felt og elektriske strømme og ladninger, og konsekvensen af dette skulle være eksistensen af elektromagnetiske bølger.
I 1888 bekræftede Heinrich Hertz eksperimentelt eksistensen af elektromagnetiske bølger forudsagt af Maxwell. Hans gnisttransmitter med en chopper baseret på en Rumkorff-spole kunne producere elektromagnetiske bølger med en frekvens på op til 0,5 gigahertz, som kunne modtages af flere modtagere, der er indstillet i resonans med senderen.
Modtagerne kunne placeres i en afstand på op til 3 meter, og da der opstod en gnist i transmitteren, dukkede der også gnister i modtagerne. Så blev afholdt første eksperimenter på trådløs transmission af elektrisk energi ved hjælp af elektromagnetiske bølger.
I 1891 Nikola Teslamens han studerer vekselstrømme af høj spænding og høj frekvens, konkluderer han, at det er ekstremt vigtigt at vælge både bølgelængde og driftsspænding for transmitteren til specifikke formål, og det er ikke nødvendigt at gøre frekvensen for høj.
Forskeren bemærker, at den nedre grænse for frekvenser og spændinger, hvorpå han på det tidspunkt var i stand til at opnå de bedste resultater, er fra 15.000 til 20.000 svingninger pr. Sekund med et potentiale på 20.000 volt. Tesla modtog en højfrekvens- og højspændingsstrøm ved hjælp af en oscillerende udladning af en kondensator (se - Tesla Transformer). Han bemærkede, at denne type elektrisk sender er velegnet til både produktion af lys og transmission af elektricitet til produktion af lys.
I perioden 1891 til 1894 demonstrerede videnskabsmanden gentagne gange den trådløse transmission og glød af vakuumrør i et højfrekvent elektrostatisk felt, mens han bemærkede, at energien i det elektrostatiske felt absorberes af lampen, omdannes til lys og den elektromagnetiske feltenergi, der bruges til elektromagnetisk induktion for at opnå en lignende Resultatet afspejles hovedsageligt, og kun en lille brøkdel af det omdannes til lys.
Selv ved hjælp af resonans i transmission ved hjælp af en elektromagnetisk bølge kan en betydelig mængde elektrisk energi ikke overføres, hævdede forskeren. Hans mål i denne arbejdsperiode var at overføre nøjagtigt en stor mængde elektrisk energi trådløst.
Indtil 1897, parallelt med Teslas arbejde, blev der foretaget forskning på elektromagnetiske bølger udført af: Jagdish Boche i Indien, Alexander Popov i Rusland og Guglielmo Marconi i Italien.
Efter Teslas offentlige foredrag taler Jagdish Bose i november 1894 i Calcutta med en demonstration af trådløs transmission af elektricitet, hvor han antænder kruttet og transmitterer elektrisk energi til en afstand.
Efter Boche, nemlig den 25. april 1895, sendte Alexander Popov ved hjælp af morskode den første radiobesked, og denne dato (7. maj i en ny stil) fejres nu årligt i Rusland som radiodag.
I 1896 viste Marconi, der ankom til Storbritannien, sit apparat ved at overføre et signal 1,5 kilometer fra taget af postkontorbygningen i London til en anden bygning ved hjælp af Morse-kode.Derefter forbedrede han sin opfindelse og formåede at transmittere et signal langs Salisbury Plain allerede i en afstand af 3 kilometer.
Tesla i 1896 sender og modtager med succes signaler i en afstand mellem sender og modtager på cirka 48 kilometer. Imidlertid har det hidtil ikke lykkedes nogen af forskerne at overføre en betydelig mængde elektrisk energi til en stor afstand.
Eksperimenterende i Colorado Springs, i 1899, skriver Tesla: "Fejlen i induktionsmetoden synes enorm i forhold til metoden til at begejse jorden og luftens ladning." Dette vil være starten på en videnskabsforskning, der sigter mod transmission af elektricitet over betydelige afstande uden brug af ledninger. I januar 1900 vil Tesla notere i sin dagbog om den vellykkede overførsel af energi til spolen, "transporteret langt væk i marken", hvorfra lampen blev drevet.
Og videnskabsmandens mest storslåede succes vil være lanceringen den 15. juni 1903 af Vordencliff-tårnet på Long Island, designet til at overføre elektrisk energi over en betydelig afstand i store mængder uden ledninger. Den jordede sekundære vikling af resonanttransformatoren, toppet af en kobberkugleformet kuppel, skulle udvise en ladning af jorden og ledende luftlag til at blive et element i et stort resonanskredsløb.
Så det lykkedes forskeren at tænke 200 lamper på 50 watt i en afstand af cirka 40 kilometer fra senderen. På grundlag af økonomisk gennemførlighed blev finansieringen af projektet imidlertid stoppet af Morgan, der lige fra begyndelsen investerede penge i projektet for at få trådløs kommunikation og overførsel af gratis energi i industriel skala til afstanden, som en forretningsmand, kategorisk ikke passede ham. I 1917 blev tårnet, designet til trådløs transmission af elektrisk energi, ødelagt.
Læs mere om eksperimenterne med Nikola Tesla her:Resonansmetode til trådløs transmission af elektrisk energi fra Nikola Tesla
Meget senere, i perioden fra 1961 til 1964, eksperimenterede en ekspert inden for mikrobølgeelektronik, William Brown, i USA med mikrobølgeenergi-transmissionstier.
I 1964 testede han først en enhed (helikoptermodel), der er i stand til at modtage og bruge mikrobølgeenergi i form af jævnstrøm, takket være en antennegruppe bestående af halvbølgedipoler, som hver er fyldt med yderst effektive Schottky-dioder. I 1976 havde William Brown overført mikrobølgeeffekt på 30 kW til en afstand på 1,6 km med en effektivitet på over 80%.
I 2007 kunne et forskerteam ved Massachusetts Institute of Technology under ledelse af professor Marina Solyachich trådløst overføre energi til en afstand af 2 meter. Den transmitterede effekt var nok til at drive en 60 watts pære.
I hjertet af deres teknologi (kaldet WiTricity) ligger fænomenet elektromagnetisk resonans. Senderen og modtageren er to kobberspoler med en diameter på 60 cm, der resonerer på samme frekvens. Senderen er tilsluttet en energikilde, og modtageren er tilsluttet en glødelampe. Kredsløbene er indstillet til en frekvens på 10 MHz. Modtageren modtager i dette tilfælde kun 40-45% af den transmitterede elektricitet.
Cirka på samme tid demonstrerede Intel en lignende teknologi til trådløs kraftoverførsel.
I 2010 præsenterede Haier Group, en kinesisk producent af husholdningsapparater, på CES 2010 sit unikke produkt - et fuldt trådløst LCD-tv baseret på denne teknologi.
Læs også om dette emne:Qi Electronic Power Wireless Standard
Se også på elektrohomepro.com
: