kategorier: Udvalgte artikler » Interessante elektriske nyheder
Antal visninger: 66030
Kommentarer til artiklen: 4
Elektricitet uden ledninger. Mod en ny verden af trådløs elektricitet
I slutningen af 1800-tallet forårsagede opdagelsen af, at elektricitet kunne bruges til at gøre en lyspære glød, en eksplosion i forskningen, der havde til formål at finde den bedste måde at transmittere elektricitet på.
I spidsen for løbet stod den berømte fysiker og opfinder Nikola Tesla, der udviklede et storslået projekt. Tesla kunne ikke tro på virkeligheden med at skabe et kolossalt netværk af ledninger, der dækker alle byer, gader, bygninger og værelser, til den konklusion, at den eneste gennemførlige transmissionsmetode er trådløs. Han designede et tårn på cirka 57 meter højt, som skulle transmittere energi over en afstand på mange kilometer, og begyndte endda at bygge det på Long Island. En række eksperimenter blev udført, men manglen på penge tillader ikke færdiggørelsen af tårnet. Ideen om at transmittere energi med luft blev spredt, så snart det viste sig, at industrien var i stand til at udvikle og implementere en kablet infrastruktur.
Og nu, for nogle få år siden, blev lektor ved Institut for Fysik ved Massachusetts Institute of Technology (MIT), Marin Soljačić, vækket fra en sød drøm af de insisterende råb fra en mobiltelefon. ”Telefonen stoppede ikke og krævede, at jeg satte den til at oplade,” siger Soljacic. Træt og ikke ved at rejse sig begyndte han at drømme om, at telefonen, der var hjemme, begynder at oplade på egen hånd.
Soljacic begyndte forskning på måder at overføre energi uden ledninger. Han opgav langtrækkende energitransmissionsprojekter som Tesla-projektet og fokuserede på energiforsendelsesmetoder med kort rækkevidde, der ville give mulighed for at oplade eller endda tænde bærbare enheder - mobiltelefoner, PDA'er, laptops.
Først overvejede han muligheden for at bruge radiobølger, der transmitterer information så effektivt på afstand, men fandt, at i dette tilfælde ville det meste af energien blive spredt i rummet. Brug af en laser krævede, at energikilden og den genopladelige enhed befinder sig i synsfeltet uden nogen hindringer imellem dem. Derudover blev denne metode fyldt med skader på genstande fanget i transmissionslinien. Derfor begyndte Soljacic at lede efter en transmissionsmetode, der både ville være effektiv, dvs. i stand til at overføre energi uden at sprede den og være sikker.
I sidste ende udlignede han sig med fænomenet resonanskobling, da to objekter, der er afstemt til samme frekvens intensivt udveksler energi med hinanden, mens han kun interagerer svagt med andre objekter. En klassisk illustration af denne effekt er oplevelsen med flere glas fyldt med vin hver til et andet niveau end resten. Som et resultat er der for hvert glas en unik lydfrekvens, der forårsager vibrationer. Hvis en sanger noterer den passende frekvens, kan et af brillerne modtage en sådan dosis af akustisk energi, at det smuldrer, mens de resterende briller forbliver intakte.
Soljacic indså, at magnetisk resonans er en lovende måde at overføre elektricitet. Magnetfeltet spreder sig frit i rummet og er ved de rigtige frekvenser ufarlige for levende ting. I samarbejde med MIT-fysikprofessorer John Joannopoulos og Peter Fisher og tre studerende udviklede han en enkel enhed, der tændte en 60-watts pære trådløst.Enheden bestod af to resonansindstillede kobberspoler ophængt fra loftet i en afstand af cirka to meter. Den ene spole var forbundet til en vekselstrømskilde og skabte et magnetfelt. En anden spole indstillet til den samme frekvens og forbundet til pæren, der resonerer i et magnetfelt, frembragte en strøm, der antændte pæren. Enheden fungerede, selv når der blev anbragt en tynd væg mellem spolerne.
Det er bemærkelsesværdigt, at installationen ikke engang kræver en direkte synslinie mellem modtageren og senderen. Som et eksperiment blev pap og jernplader anbragt imellem dem, men dette påvirkede ikke strømforsyningen.
Den mest effektive af de enheder, der er skabt af dette øjeblik, består af 60 centimeter kobberspoler og et magnetfelt med en frekvens på 10 megahertz. Det giver dig mulighed for at overføre energi over en afstand på to meter med 50 procent effektivitet. Der forskes med sølv og andre materialer for at reducere størrelsen på spoler og øge effektiviteten. Soldacic håber at opnå 70-80 procent transmissionseffektivitet.
Fysikere fra Massachusetts forklarer, at installationsprincippet er baseret på resonansmekanismen, dvs. et fænomen, der forårsager vibrationer i et objekt, når det udsættes for energi med en bestemt frekvens. Når to objekter har samme resonansindeks, kan de imidlertid udveksle energi og på ingen måde påvirke de omgivende genstande.
I naturen er der mange eksempler på resonans. Det mest berømte eksempel på resonans er, når flere identiske glasglas er fyldt med forskellige mængder vand, hvis hvert glas tappes med en metalske, så giver hvert glas en unik lyd.
I stedet for akustisk resonans brugte fysikere frekvensresonans af elektromagnetiske bølger i WiTricity. I installationen resonerer begge spoler i frekvensområdet 10 MHz og udveksler elektricitet, og jo længere interaktion mellem elementerne er, desto mere strøm ankommer modtageren. Desuden opnås, at jo lavere resonansområdet er, jo mere lang bølgelængde opnås som et resultat, og jo større kan afstanden mellem modtageren og senderen være.
En anden vigtig faktor er, at denne opsætning ikke skader menneskers sundhed, da den fungerer ved lave frekvenser hovedsageligt i det magnetiske spektrum.
"Så vidt vi ved, reagerer menneskelige organismer ikke på magnetisk interaktion. Hvis din frekvens kunne ses, f.eks. 2 GHz, ville du få effekten af en mikrobølgeovn, og det ville have en helt anden effekt," siger en af udviklerne af installationen, Marine Soladzic.
Der undersøges i øjeblikket en række andre måder at trådløst oplade batterier på. Startups som Powercast, Fulton Innovation og WildCharge er begyndt at markedsføre adaptere, der tillader trådløs opladning af mobiltelefoner, MP3-afspillere og andre enheder derhjemme eller i bilen. Men Soljacics tilgang er anderledes, idet den tillader automatisk opladning af enheder, så snart de falder inden for en trådløs senders handling.
Soljacic-gruppens arbejde tiltrækkede opmærksomheden hos virksomheder, der fremstiller elektroniske apparater såvel som bilindustrien. Forskningen blev finansieret af det amerikanske forsvarsministerium, der håbede at få trådløs automatisk opladningsteknologi til batteri. Soldjacic foretrækker dog ikke at sprede sig om den mulige industrielle anvendelse af sin teknologi.
Der er så mange potentielle applikationer i nutidens batteridrevne verden, hvor vores teknologi kan bruges, "siger han.„ Det er en meget kraftig metode. "
Se også på elektrohomepro.com
: