Transmiterea fără fir a energiei electrice. Progresul s-a strecurat neobservat. Transmitere fără fir prin sistem de energie solară

Vă prezentăm un dispozitiv pentru transmiterea energiei electrice fără fire cu un factor de eficiență de aproximativ 100%. În viitor, valoarea eficienței de ≈ 100% va fi justificată și, desigur, demonstrăm această valoare cu dispozitivul nostru experimental.

Importanța problemei transmisiei fără fir a energiei electrice este fără îndoială - depășirea barierelor naturale (râuri, munți și văi); alimentare de rezervă, transportul electric, rezolvarea unei serii de probleme de alimentare fără fir pentru dispozitive casnice și industriale etc. - toate acestea sunt elemente ale problemei numite.

Puțină istorie

Problema transmisiei de putere fără fir a fost identificată pentru prima dată în zorii secolului trecut de către N. Tesla. Dispozitivul său demonstrativ se baza pe metoda de emisie și recepție undele electromagnetice un circuit rezonant deschis care conține o antenă - capacitate și o bobină de sârmă - inductanță. Indicatorii caracteristici ai dispozitivului Tesla sunt următorii: eficiență = 4%, raza de transmisie - 42 km, dimensiunile maxime ale turnului de antenă - 60 m, lungimea de undă - 2000 m Este semnificativ faptul că în dispozitivul Tesla planeta Pământ este considerată una a firelor în transmisia de energie electrică, deoarece emisia și recepția unor astfel de unde lungi fără împământare nu este eficientă.

După experimentele lui Tesla, de-a lungul ultimului secol al XX-lea, toate încercările de a efectua transmisia wireless a electricității cu o eficiență acceptabilă au eșuat.

În deceniul actual, munca la Institutul de Tehnologie din Massachusetts sub conducerea lui M. Soljacic este raportată direct sau indirect. Lucrarea lor se bazează pe binecunoscuta metodă de inductie, folosind un câmp magnetic, de transmitere a energiei electrice, care este implementată de inductori plati rezonanți. Această metodă asigură în mod ideal o eficiență = 50%, cu o rază de transmisie proporțională cu dimensiunile bobinelor antenei. Indicatorii caracteristici ai dispozitivului lor demonstrativ sunt următorii: randament ≈ 40%, raza de transmisie – 2 m, dimensiunile bobinelor antenei – 0,6 m, lungimea de undă – 30 m.

Sistem închis energetic

În dispozitivul nostru, ca și în dispozitivul Tesla, purtătorul de energie este undele electromagnetice, adică. operează binecunoscutul vector Poynting.

Următoarele au fost fundamentate teoretic și confirmate experimental: antenele de transmisie și recepție ale dispozitivului de transmitere a puterii fără fir formează un sistem închis energetic, incluzând parțial energia câmpului electromagnetic al Pământului; prin excitarea (activarea) câmpului electromagnetic al Pământului în acest sistem, electricitatea este transferată de la antena de transmisie la antena de recepție cu o eficiență de ≈ 100% (Fig. 1).

Smochin. 1

Smochin. 2

Folosind această antenă, este ușor să formulați o problemă, a cărei soluție va asigura transmiterea energiei electrice fără fire:

1. Antenele de transmisie și recepție trebuie să excite (active) câmpul electromagnetic al Pământului într-o regiune locală (limitată) a spațiului;

2. Câmpul electromagnetic excitat al Pământului trebuie să fie, de asemenea, local în spațiu și să nu consume energie (trebuie să fie o undă electromagnetică staționară între transmisia și antene de recepție ami).

Soluția la această problemă este nerealistă cu antene create pe baza reprezentărilor spațiale ale geometriei lui Euclid cu faimosul său postulat al 5-lea - postulatul liniilor paralele. Acest postulat din manualele școlare spune: Printr-un punct care nu se află pe o dreaptă dată, se poate trasa o singură dreaptă paralelă cu cea dată.

smochin. 3

Celebritatea acestui postulat constă în faptul că, începând de la art. î.Hr., timp de 2000 de ani, cele mai bune minți din lume au încercat fără succes să o demonstreze ca o teoremă. Și în 1826, rusul Lobaciovski a conturat bazele geometriei sale, în care postulatul 5 al geometriei lui Euclid a fost formulat, în esență, prin negația sa: Printr-un punct care nu se află pe o dreaptă dată, se pot trasa cel puțin două linii paralele cu cea dată.

smochin. 4

Și deși acest postulat nu este foarte în concordanță cu conceptele noastre spațiale, geometria lui Lobachevsky este consecventă și servește în mod regulat fizicienilor în În ultima vreme. De exemplu, geometria Lobachevsky este implicată în descrierea unei game uriașe de fenomene, de la vibrații în liniile de transmisie mecanică până la interacțiune. particule elementareși procesele din membrana unei celule vii.

Pseudo-sferă

Adevărat, până în 1863, timp de aproape 40 de ani, geometria lui Lobachevsky a fost percepută ca ceva fără legătură cu realitatea. Dar, în 1863, matematicianul italian Beltrami a stabilit că toate proprietățile planului geometriei Lobachevsky sunt realizate pe suprafața unei pseudosfere - un corp geometric ale cărui proprietăți coincid sau sunt opuse proprietăților sferei. În fig. 5 prezintă o pseudosferă, iar FIG. 6 generatorul său este un tractrix cu asimptota X’X. Dacă razele cercurilor mari (paralelelor) pseudosferei și sferei sunt egale, se pot compara cantitativ volumele și suprafețele acestora.

smochin. 5

smochin. 6

Antenele aparatului nostru sunt realizate sub formă de semipseudosferice; Demonstrăm un dispozitiv cu următoarele caracteristici: eficiență = 100%, raza de transmisie – 1,8 m, dimensiunea maximă a bobinelor antenei – 0,2 m, lungime de undă – 500 m, împământarea nu este necesară.

Trebuie remarcat aici că totalitatea caracteristicilor numite ale dispozitivului demonstrativ contrazice fundamentele electrodinamicii clasice - inginerie radio.

Ce proprietăți ale antenelor semi-pseudosferice oferă astfel de caracteristici dispozitivului nostru?

Printre mai mult de o duzină de proprietăți extraordinare ale pseudosferei, următoarele merită atenție:

Corpul pseudosferei, extins infinit în spațiu, are un volum finit și o suprafață finită.

Este această proprietate a pseudosferei care face posibilă, cu ajutorul antenelor semipseudosferice, crearea unui sistem finit, limitat spațial, închis energetic, care este o condiție necesară pentru transferul de energie de la randament = 100%.

A doua problemă fundamentală care se rezolvă în dispozitivul nostru se referă la mediul de umplere a sistemului închis energetic menționat. Ideea este că numai în electrodinamica cuantică, al cărei rod sunt laserele și maserii, mediul este considerat activ. Dimpotrivă, în electrodinamica clasică mediul se referă la obiecte pasive; este asociat cu atenuarea, pierderea energiei electromagnetice în timpul propagării.

Incredibil, dar adevărat, dispozitivul nostru activează câmpurile electrice și magnetice ale Pământului. Aceste câmpuri sunt obiecte ale mediului în dispozitivul nostru, deoarece umplu sistemul închis energetic menționat. Activarea acestui mediu este și o consecință a proprietăților pseudosferei.

Ideea este că toate punctele de pe suprafața pseudosferei sunt, conform matematicienilor, hiperbolice, discontinue în spațiu. În raport cu antenele semipseudosferice ale dispozitivului nostru, aceasta este echivalentă cu discontinuități și cuantificare a câmpurilor electrice și magnetice în fiecare punct al firului care înfășoară bobinele antenelor semipseudosferice. Acest lucru duce la perturbări electromagnetice - unde, a căror lungime este proporțională cu diametrul firului care înfășoară bobinele antenelor semi-pseudosferice, adică. În practică, lungimea unor astfel de unde este de ordinul a 1 mm sau mai puțin. Astfel de unde electromagnetice, așa cum o evidențiază teorie și practică, sunt capabile, prin polarizarea moleculelor de aer sau direct, să activeze câmpul electromagnetic al Pământului și să compenseze astfel pierderea de energie electromagnetică de-a lungul traseului transmisiei sale în dispozitivul nostru. Acest lucru este, de asemenea, necesar pentru a explica eficiența = 100%.

Nu numai atât, am anunțat un generator de energie electromagnetică în exces, al cărui coeficient de conversie a energiei (ECE) este de peste 400%; acestea. comparabil cu KPI-urile pompelor de căldură cunoscute.

Și despre ultima, a treia problemă care este rezolvată în dispozitivul nostru.

Este bine cunoscut faptul că energia este transferată în spațiu doar printr-o undă electromagnetică care călătorește, o undă în care câmpurile electrice și magnetice sunt în fază. Această condiție nu poate fi realizată la o distanță de 1,8 m la o lungime de undă de 500 m Dar este de asemenea bine cunoscut faptul că viteza de mișcare a undei electromagnetice care se deplasează de-a lungul unui conductor drept sau curbat încetinește și scade în comparație cu viteza în. spatiu liber; Lungimea de undă scade și ea. Acest efect este utilizat pe scară largă în inginerie electrică și radio în așa-numitele sisteme de încetinire. Reducerea lungimii de undă în aceste sisteme variază de la zecimi de unitate cu fire drepte până la 30 de unități cu cele curbate (spirale).

Este efectul încetinirii și reducerii lungimii de undă care ne permite să formăm o undă care călătorește pe distanțe scurte în dispozitivul nostru.

Într-adevăr, lungimea de undă a dispozitivului nostru demo este redusă la lungimea menționată mai sus , care formează o undă electromagnetică care călătorește și transferă energie în dispozitivul nostru. Coeficientul de reducere a undei în acest caz este egal cu unitati. Această reducere enormă a lungimii de undă explică, de asemenea, faptul experimental că dispozitivul nostru funcționează eficient fără a lega la pământ emițătorul și receptorul de electricitate.

Dispozitivul nostru folosește o altă proprietate uimitoare a pseudosferei:

volumul pseudosferei este jumătate din volumul sferei, în timp ce ariile suprafețelor lor sunt egale.

Din această proprietate rezultă că volumul sferei, limitat de propria suprafață, conține două volume ale pseudosferei, limitate de cele două suprafețe proprii combinate și de a treia zonă a sferei menționate. Acest lucru ne permite să ne imaginăm volumul unei sfere în jurul Pământului, plină cu câmpurile electrice și magnetice ale Pământului, două volume ale pseudosferei și, fiecare dintre acestea limitată de suprafață și conține jumătate din câmpurile electrice și magnetice ale Pământului. Pământ (Fig. 7). Având în vedere acest fapt și faptul că dispozitivul nostru este inevitabil situat pe o singură parte a pământului, se argumentează că antenele dispozitivului nostru interacționează doar cu jumătate din câmpurile electrice și magnetice ale Pământului. În același timp, nu trebuie să presupunem că a doua jumătate a acestor câmpuri sunt inactive. Următoarele ne convinge de acest lucru.

smochin. 7

Să reamintim că majoritatea legilor fizicii sunt formulate pentru sistemele de referință inerțiale, în care timpul este nerelativ (absolut), spațiul este izotrop, viteza mișcării rectilinie a undelor electromagnetice (lumina) este absolută etc. În cadrul sistemelor de referință inerțiale, este bine cunoscut faptul că în spațiul liber, atunci când o undă electromagnetică care călătorește este reflectată, se formează o undă staționară, în care se disting o undă electrică staționară separat și o undă magnetică staționară separat. Când lungimea undei de călătorie este egală cu , lungimile undelor electrice și magnetice în picioare sunt egale cu jumătate din lungimea undei de călătorie, adică. . De asemenea, este important ca perioada acestor unde staționare să fie egală cu perioada undei de călătorie, adică. , din perioada val în picioare constă din suma a două semi-cicluri ale semi-undelor directe și reflectate.

Faptul de calculare, și nu de determinare experimentală, a unei valori cu o acuratețe care depinde de precizia determinării lungimii unei zile pe Pământ ne permite să aruncăm o privire complet nouă asupra unui număr de probleme din fizică.

De mulți ani, oamenii de știință se luptă cu problema minimizării costurilor electrice. Există diferite metode și propuneri, dar cea mai cunoscută teorie este transmiterea fără fir a energiei electrice. Ne propunem să luăm în considerare modul în care se realizează, cine este inventatorul său și de ce nu a fost încă implementat.

Teorie

Electricitatea fără fir este literalmente transmisie energie electrica fără fire. Oamenii compară adesea transmisia fără fir a energiei electrice cu transmiterea de informații, cum ar fi radioul, Celulare, sau Acces la Wi-Fiîn internet. Principala diferență este că transmisia radio sau cu microunde este o tehnologie care vizează restabilirea și transportul informațiilor, și nu energia care a fost cheltuită inițial pentru transmisie.

Electricitatea wireless este relativ zona noua tehnologie, dar în curs de dezvoltare destul de dinamic. Acum sunt dezvoltate metode pentru a transmite eficient și în siguranță energie pe o distanță fără întrerupere.

Cum funcționează electricitatea wireless?

Lucrarea principală se bazează în special pe magnetism și electromagnetism, așa cum este cazul radiodifuziunii. Încărcarea fără fir, cunoscută și sub numele de încărcare inductivă, se bazează pe mai multe principii simple lucru, în special tehnologia necesită două bobine. Emițătorul și receptorul, care împreună generează un câmp magnetic alternativ, nu curent continuu. Acest câmp determină la rândul său o tensiune în bobina receptorului; poate fi folosit pentru alimentatie dispozitiv mobil sau încărcarea bateriei.

Dacă trimiteți curent electric printr-un fir, se creează un câmp magnetic circular în jurul cablului. În ciuda faptului că câmpul magnetic afectează atât bucla, cât și bobina, acesta este cel mai pronunțat pe cablu. Când luăm o a doua bobină de sârmă care nu primește nici un curent electric care trece prin ea și un loc în care plasăm o bobină în câmpul magnetic al primei bobine, curentul electric din prima bobină va fi transmis prin câmpul magnetic. iar prin a doua bobină, creând un cuplaj inductiv.

Să luăm ca exemplu o periuță de dinți electrică. În ea, încărcătorul este conectat la o priză, care trimite un curent electric către un fir răsucit din interiorul încărcătorului, care creează un câmp magnetic. Există o a doua bobină în interiorul periuței de dinți, când curentul începe să curgă și, datorită MF format, peria începe să se încarce fără a fi conectată direct la o sursă de alimentare de 220 V.

Poveste

Transmisie fără fir energia ca alternativă la transportul și distribuția liniilor electrice a fost pentru prima dată propusă și demonstrată de Nikola Tesla. În 1899, Tesla a prezentat transmisia fără fir a puterii către un câmp de lămpi fluorescente situate la douăzeci și cinci de mile de sursa de alimentare fără a folosi fire. Dar la acea vreme, era mai ieftin să cablați 25 de mile de sârmă de cupru decât să construiești generatoarele speciale de energie pe care le necesita expertiza Tesla. Nu i s-a acordat niciodată un brevet, iar invenția a rămas în adâncurile științei.

În timp ce Tesla a fost prima persoană care a demonstrat capacitățile practice ale comunicației fără fir încă din 1899, astăzi există foarte puține dispozitive la vânzare, cum ar fi perii wireless, căști, încărcătoare de telefon și altele asemenea.

Tehnologia wireless

Transferul de energie fără fir implică transferul de energie electrică sau putere pe o distanță fără fire. Astfel, tehnologia de bază se află pe conceptele de electricitate, magnetism și electromagnetism.

Magnetism

Este o forță fundamentală a naturii care provoacă anumite tipuri materialele se atrag sau se resping reciproc. Singurii magneți permanenți sunt polii Pământului. Fluxul curent în buclă generează câmpuri magnetice care diferă de câmpurile magnetice oscilante în viteza și timpul necesar pentru a genera curent alternativ (AC). Forțele care apar în acest caz sunt reprezentate în diagrama de mai jos.

Așa apare magnetismul

Electromagnetismul este interdependența câmpurilor electrice și magnetice alternative.

Inductie magnetica

Dacă bucla conductivă este conectată la o sursă de curent alternativ, va genera un câmp magnetic oscilant în și în jurul buclei. Dacă al doilea circuit conductor este suficient de aproape, acesta va capta o parte din acest câmp magnetic oscilant, care la rândul său generează sau induce un curent electric în a doua bobină.

Video: cum are loc transmisia wireless a electricității

Astfel, există un transfer electric de putere de la un ciclu sau bobină la alta, care este cunoscut sub numele de inducție magnetică. Exemple ale acestui fenomen sunt folosite la transformatoarele și generatoarele electrice. Acest concept se bazează pe legile lui Faraday ale inducției electromagnetice. Acolo, el afirmă că atunci când există o schimbare a fluxului magnetic care se conectează la bobină EMF indusă în bobină, atunci valoarea este egală cu produsul dintre numărul de spire ale bobinei și viteza de schimbare a fluxului.

Cuplaj de putere

Această componentă este necesară atunci când un dispozitiv nu poate transmite energie către alt dispozitiv.

Cuplarea magnetică este generată atunci când câmpul magnetic al unui obiect este capabil să inducă un curent electric către alte dispozitive din raza sa.

Se spune că două dispozitive sunt cuplate inductiv reciproc sau cuplate magnetic atunci când sunt aranjate astfel încât o schimbare a curentului, deoarece un fir induce o tensiune la capetele celuilalt fir prin intermediul inducției electromagnetice. Acest lucru se datorează inductanței reciproce

Tehnologie

Principiul cuplajului inductiv

Două dispozitive, cuplate reciproc inductiv sau cuplate magnetic, sunt proiectate astfel încât modificarea curentului atunci când un fir induce o tensiune la capetele celuilalt fir să fie produsă prin inducție electromagnetică. Acest lucru se datorează inductanței reciproce.
Cuplajul inductiv este preferat datorită capacității sale de a funcționa fără fir, precum și rezistenței sale la șocuri.

Cuplarea inductivă rezonantă este o combinație de cuplare inductivă și rezonanță. Folosind conceptul de rezonanță, puteți face ca două obiecte să funcționeze în funcție de semnalele celuilalt.

După cum se poate vedea din diagrama de mai sus, rezonanța este asigurată de inductanța bobinei. Condensatorul este conectat în paralel cu înfășurarea. Energia se va mișca înainte și înapoi între câmpul magnetic din jurul bobinei și câmp electricîn jurul condensatorului. Aici, pierderile de radiații vor fi minime.

Există și conceptul de comunicare ionizată wireless.

Poate fi și implementat, dar necesită puțin efort. mai mult efort. Această tehnică există deja în natură, dar nu este fezabilă implementarea ei, deoarece necesită un câmp magnetic ridicat, de la 2,11 M/m. A fost dezvoltat de genialul om de știință Richard Walras, dezvoltatorul unui generator de vortex care trimite și transmite energie termică pe distanțe mari, în special cu ajutorul unor colectoare speciali. Cel mai simplu exemplu de astfel de conexiune este fulgerul.

Avantaje și dezavantaje

Desigur, această invenție are avantajele și dezavantajele ei față de metodele cu fir. Vă invităm să le luați în considerare.

Avantajele includ:

1. Absența totală a firelor;
2. Nu sunt necesare surse de alimentare;
3. Este eliminată necesitatea unei baterii;
4. Energia este transferată mai eficient;
5. Necesită mult mai puțină întreținere.

Dezavantajele includ următoarele:

• Distanța este limitată;
• câmpurile magnetice nu sunt atât de sigure pentru oameni;
• transmiterea fără fir a energiei electrice folosind microunde sau alte teorii este practic imposibilă acasă și cu propriile mâini;
• cost ridicat de instalare.

De fapt, în anii 1970, el și-a realizat tehnic visele NATO și ale Statelor Unite despre patrularea aeriană constantă a Irakului (Libia, Siria etc.) cu drone cu camere, vânarea (sau înregistrarea) „teroriştilor” on-line 24 de ore. .

În 1968, specialistul american în cercetare spațială Peter E. Glaser a propus amplasarea unor panouri mari panouri solare pe orbită geostaționară, iar energia pe care o generează (nivel 5-10 GW) este transmisă la suprafața Pământului cu un fascicul bine focalizat de radiații cu microunde, apoi convertită în energie de curent continuu sau alternativ frecventa tehnicași distribuiți consumatorilor.

Această schemă a făcut posibilă utilizarea fluxului intens de radiație solară existent pe orbită geostaționară (~ 1,4 kW/mp) și transmiterea energiei rezultate la suprafața Pământului în mod continuu, indiferent de ora din zi și de condițiile meteo. Datorită înclinării naturale a planului ecuatorial față de planul ecliptic cu un unghi de 23,5 grade, un satelit situat pe o orbită geostaționară este iluminat de fluxul radiației solare aproape continuu, cu excepția unor perioade scurte de timp în apropierea zilelor de echinocțiul de primăvară și toamnă, când acest satelit cade în umbra Pământului. Aceste perioade de timp pot fi prezise cu acuratețe, iar în total nu depășesc 1% din durata totală a anului.

Frecvența oscilațiilor electromagnetice ale fasciculului cu microunde trebuie să corespundă acelor intervale care sunt alocate pentru utilizare în industrie, cercetare științifică si medicina. Dacă această frecvență este aleasă să fie de 2,45 GHz, atunci condițiile meteorologice, inclusiv nori groși și precipitații intense, nu au practic niciun efect asupra eficienței transmisiei de putere. Banda de 5,8 GHz este atractivă deoarece oferă posibilitatea de a reduce dimensiunea antenelor de transmisie și recepție. Cu toate acestea, influența condițiilor meteorologice aici necesită un studiu suplimentar.

Nivelul actual de dezvoltare a electronicii cu microunde ne permite să vorbim despre o eficiență destul de ridicată a transferului de energie cu microunde printr-un fascicul de microunde de pe orbita geostaționară la suprafața Pământului - aproximativ 70% ÷ 75%. În acest caz, diametrul antenei de transmisie este de obicei ales să fie de 1 km, iar rectena de la sol are dimensiuni de 10 km x 13 km pentru o latitudine de 35 de grade. Un SCES cu un nivel de putere de ieșire de 5 GW are o densitate de putere radiată în centrul antenei de transmisie de 23 kW/m², iar în centrul antenei de recepție – 230 W/m².

Au fost investigate diferite tipuri de generatoare de microunde în stare solidă și în vid pentru antena de transmisie SKES. William Brown a arătat, în special, că magnetronii, bine dezvoltati de industrie, destinati cuptoarelor cu microunde, pot fi folosiți și în transmiterea rețele de antene SCES, dacă fiecare dintre ele este echipat cu propriul circuit de feedback negativ în fază față de semnalul de sincronizare extern (așa-numitul Amplificator Direcțional Magnetron - MDA).

Cea mai activă și sistematică cercetare în domeniul SCES a fost realizată de Japonia. În 1981, sub conducerea profesorilor M. Nagatomo și S. Sasaki de la Institutul de Cercetare Spațială din Japonia, au început cercetările privind dezvoltarea unui prototip SCES cu un nivel de putere de 10 MW, care ar putea fi creat folosind vehiculele de lansare existente. Crearea unui astfel de prototip permite acumularea de experiență tehnologică și pregătirea bazei pentru formarea sistemelor comerciale.

Proiectul a fost numit SKES2000 (SPS2000) și a primit recunoaștere în multe țări din întreaga lume.

În 2008, Marin Soljačić, profesor asistent de fizică la Massachusetts Institute of Technology (MIT), a fost trezit dintr-un somn dulce de sunetul persistent al telefonului său mobil. „Telefonul nu a încetat să vorbească, cerând să-l pun la încărcare”, a spus Soljacic. Obosit și fără să se ridice, a început să viseze că telefonul, odată ajuns acasă, va începe să se încarce de la sine.

În 2012-2015 Inginerii de la Universitatea din Washington au dezvoltat o tehnologie care permite ca Wi-Fi să fie folosit ca sursă de energie pentru alimentarea dispozitivelor portabile și încărcarea gadgeturilor. Tehnologia a fost deja recunoscută de revista Popular Science drept una dintre cele mai bune inovații ale anului 2015. Ubicuitatea tehnologiei de transmitere a datelor fără fir a produs în sine o adevărată revoluție. Și acum este rândul transmisiei wireless de energie prin aer, pe care dezvoltatorii de la Universitatea din Washington au numit-o (de la Power Over WiFi).

În timpul fazei de testare, cercetătorii au reușit să încarce cu succes baterii cu litiu-ion și nichel-metal hidrură de capacitate mică. Folosind Router Asus RT-AC68U si mai multi senzori situati la o distanta de 8,5 metri de acesta. Acești senzori transformă energia undei electromagnetice în curent continuu cu o tensiune de 1,8 până la 2,4 volți, care este necesar pentru alimentarea microcontrolerelor și sistemelor de senzori. Particularitatea tehnologiei este că calitatea semnalului de lucru nu se deteriorează. Trebuie doar să reîncărcați routerul și îl puteți utiliza ca de obicei, plus alimentarea dispozitivelor cu putere redusă. La una dintre demonstrații a fost alimentat cu succes aparat de fotografiat mic supraveghere ascunsa cu rezolutie joasa, situata la o distanta de peste 5 metri de router. Apoi trackerul de fitness Jawbone Up24 a fost încărcat la 41%, ceea ce a durat 2,5 ore.

La întrebările dificile despre motivul pentru care aceste procese nu afectează negativ calitatea canalului de comunicație în rețea, dezvoltatorii au răspuns că acest lucru devine posibil datorită faptului că routerul reîncărcat, în timpul funcționării sale, trimite pachete de energie prin canale neocupate de transmiterea informațiilor. Ei au ajuns la această decizie când au descoperit că, în perioadele de liniște, energia pur și simplu curge din sistem, dar poate fi folosită pentru alimentarea dispozitivelor cu putere redusă.

În timpul cercetării, sistemul PoWiFi a fost amplasat în șase case, iar rezidenții au fost rugați să folosească Internetul ca de obicei. Încarcă pagini web, urmărește streaming video, apoi spune-mi ce s-a schimbat. Drept urmare, s-a dovedit că performanța rețelei nu s-a schimbat deloc. Adică, Internetul a funcționat ca de obicei, iar prezența opțiunii adăugate nu a fost remarcată. Și acestea au fost doar primele teste, când o cantitate relativ mică de energie a fost colectată prin Wi-Fi.

În viitor, tehnologia PoWiFi ar putea servi la alimentarea senzorilor încorporați în aparatele de uz casnic și echipamentele militare pentru a le controla fără fir și pentru a efectua încărcare/reîncărcare de la distanță.

Transferul de energie pentru UAV-uri este relevant (cel mai probabil, folosind deja tehnologie sau de la aeronava de transport):

Ideea pare destul de tentantă. În loc de timpul de zbor de 20-30 de minute de astăzi:
→
→

→ Intel a condus spectacolul cu drone în timpul spectacolului de la pauză de la Super Bowl a lui Lady Gaga -
obțineți 40-80 de minute reîncărcând dronele prin tehnologia wireless.

Lasă-mă să explic:
-schimbul de drone este încă necesar (algoritm roi);
-este necesar si schimbul de drone si aeronave (uter) (centru de control, corectare protectie militara, retargeting, comanda de eliminare, prevenirea „focului prieten”, transfer de informatii informative si comenzi pentru utilizare).

Cine este următorul la rând?

Notă: O stație de bază WiMAX tipică emite putere la aproximativ +43 dBm (20 W), iar stația comunicatii mobile transmite de obicei la +23 dBm (200 mW).

Nivelurile admisibile de radiații de la stațiile de bază de comunicații mobile (900 și 1800 MHz, nivel total din toate sursele) în zonele sanitare și rezidențiale din unele țări diferă semnificativ:
Ucraina: 2,5 µW/cm². (cel mai strict standard sanitar din Europa)
Rusia, Ungaria: 10 µW/cm².
Moscova: 2,0 µW/cm². (norma a existat până la sfârșitul anului 2009)
SUA, țările scandinave: 100 µW/cm².

Nivelul temporar admisibil (TLA) de la radiotelefoanele mobile (MRT) pentru utilizatorii de radiotelefonie din Federația Rusă este determinat a fi de 10 μW/cm² (Secțiunea IV - Cerințe de igienă pentru stațiile mobile de comunicații radio terestre SanPiN 2.1.8/2.2.4.1190-03 ).

În SUA, Certificatul este emis de Comisia Federală de Comunicații (FCC) pentru dispozitivele celulare al căror nivel maxim SAR nu depășește 1,6 W/kg (și puterea de radiație absorbită este redusă la 1 gram de țesut de organ uman).

În Europa, conform directivei internaționale a Comisiei pentru protecția împotriva radiațiilor neionizante (ICNIRP), valoarea SAR a unui telefon mobil nu trebuie să depășească 2 W/kg (puterea radiațiilor absorbite este redusă la 10 grame de țesut de organe umane) .

Mai recent, în Marea Britanie, un nivel SAR sigur a fost considerat a fi de 10 W/kg. O imagine similară a fost observată și în alte țări. Valoarea maximă SAR adoptată în standard (1,6 W/kg) nici măcar nu poate fi atribuită cu încredere standardelor „dure” sau „moale”. Standardele adoptate atât în ​​SUA, cât și în Europa pentru determinarea valorii SAR (toată reglementarea radiației cu microunde de la telefoanele mobile, despre care despre care vorbim, se bazează numai pe efectul termic, adică asociat cu încălzirea țesuturilor organelor umane).

HASOS COMPLET.

Medicina nu a dat încă un răspuns clar la întrebarea: mobilul/WiFi-ul este dăunător și în ce măsură? Ce se va întâmpla cu transmiterea fără fir a energiei electrice folosind tehnologii cu microunde?

Aici puterea nu este wați și mile de wați, ci deja kW...

Link-uri, documente utilizate, fotografii și videoclipuri:
„(JOURNAL OF RADIO ELECTRONICS!” N 12, 2007 (PUTEREA ELECTRICĂ DIN SPAȚIU - CENTRALE SOLAR SPATIAL, V. A. Banke)
„Electronica cu microunde - perspective în energia spațială” V. Banke, doctor în științe fizice și matematice.
www.nasa.gov
www. whdi.org
www.defense.gov
www.witricity.com
www.ru.pinterest.com
www. raytheon.com
www. ausairpower.net
www. wikipedia.org
www.slideshare.net
www.homes.cs.washington.edu
www.dailywireless.org
www.digimedia.ru
www. powercoup.by
www.researchgate.net
www. proelectro.info
www.youtube.com

Legea interacțiunii curenților electrici descoperită de André Marie Ampère în 1820 a pus bazele dezvoltării ulterioare a științei electricității și magnetismului. 11 ani mai târziu, Michael Faraday a stabilit experimental că un câmp magnetic în schimbare generat de un curent electric poate induce un curent electric într-un alt conductor. Așa a fost creat.

În 1864, James Clerk Maxwell a sistematizat în cele din urmă datele experimentale ale lui Faraday, dându-le forma unor ecuații matematice precise, datorită cărora a fost creată baza electrodinamicii clasice, deoarece aceste ecuații descriau legătura câmpului electromagnetic cu curenții și sarcinile electrice și consecința acestui lucru ar fi trebuit să fie existența undelor electromagnetice.

În 1888, Heinrich Hertz a confirmat experimental existența undelor electromagnetice prezise de Maxwell. Emițătorul său cu scânteie cu un tocător de bobine Ruhmkorff ar putea produce unde electromagnetice de până la 0,5 gigaherți, care ar putea fi recepționate de mai multe receptoare reglate în rezonanță cu transmițătorul.

Receptoarele puteau fi amplasate la o distanță de până la 3 metri, iar dacă a apărut o scânteie în transmițător, au apărut scântei în receptoare. Așa au fost realizate primele experimente în transmiterea fără fir a energiei electrice folosind unde electromagnetice.

În 1891, în timp ce cerceta curenţii alternativi de înaltă tensiune şi frecventa inalta, ajunge la concluzia că este extrem de important în scopuri specifice să se selecteze atât lungimea de undă, cât și tensiunea de funcționare a emițătorului și nu este deloc necesar să se facă frecvența prea mare.

Omul de știință notează că limita inferioară a frecvențelor și tensiunilor la care a reușit să obțină cele mai bune rezultate în acel moment a fost de la 15.000 la 20.000 de vibrații pe secundă cu un potențial de 20.000 de volți. Tesla a primit un curent de înaltă frecvență și tensiune înaltă folosind o descărcare oscilativă a unui condensator (vezi -). A observat asta acest tip Transmițătorul electric este potrivit atât pentru a produce lumină, cât și pentru a transmite electricitate pentru a produce lumină.

În perioada 1891-1894, omul de știință demonstrează în mod repetat transmisia fără fir și strălucirea tuburilor de vid într-un câmp electrostatic de înaltă frecvență, observând în același timp că energia câmpului electrostatic este absorbită de lampă, transformată în lumină, iar energia din câmpul electromagnetic este utilizat pentru inducția electromagnetică pentru a obține un rezultat similar. Rezultatul este în mare parte reflectat și doar o mică parte este convertită în lumină.

Chiar și folosind rezonanța atunci când se transmite folosind o undă electromagnetică, nu va fi posibilă transmiterea unei cantități semnificative de energie electrică, a susținut omul de știință. Scopul său în această perioadă de muncă a fost să transmită fără fir cantități mari de energie electrică.

Până în 1897, în paralel cu lucrările lui Tesla, cercetările asupra undelor electromagnetice au fost efectuate de: Jagdish Bose în India, Alexander Popov în Rusia și Guglielmo Marconi în Italia.

În urma prelegerilor publice ale lui Tesla, Jagdish Bose a făcut o demonstrație de transmitere fără fir a electricității în noiembrie 1894 la Calcutta, unde a aprins praful de pușcă, transmitând energie electrică la distanță.

După Boche, și anume pe 25 aprilie 1895, Alexander Popov, folosind codul Morse, a transmis primul mesaj radio, iar această dată (7 mai, stil nou) este acum sărbătorită anual în Rusia ca „Ziua Radioului”.

În 1896, Marconi, ajuns în Marea Britanie, și-a demonstrat aparatul, folosind codul Morse pentru a transmite un semnal pe o distanță de 1,5 kilometri de la acoperișul clădirii Oficiului Poștal din Londra către o altă clădire. După aceea, și-a îmbunătățit invenția și a reușit să transmită un semnal peste Câmpia Salisbury pe o distanță de 3 kilometri.

Tesla în 1896 transmite și primește cu succes semnale la o distanță între emițător și receptor de aproximativ 48 de kilometri. Cu toate acestea, niciunul dintre cercetători nu a reușit încă să transmită o cantitate semnificativă de energie electrică pe o distanță lungă.

Experimentând în Colorado Springs, Tesla ar scrie în 1899: „Eșecul metodei de inducție pare enorm în comparație cu metoda de excitare a încărcăturii pământului și aerului”. Acesta va fi începutul cercetării omului de știință care vizează transmiterea energiei electrice pe distanțe semnificative fără utilizarea firelor. În ianuarie 1900, Tesla a scris în jurnalul său despre transferul cu succes de energie la o bobină „întinsă departe în câmp” de la care era alimentată lampa.

Iar cel mai mare succes al omului de știință ar fi lansarea Turnului Wardenclyffe de pe Long Island pe 15 iunie 1903, conceput să transmită energie electrică pe o distanță considerabilă în cantitati mari fără fire. Înfășurarea secundară cu împământare a transformatorului rezonant, acoperită cu o cupolă sferică de cupru, trebuia să excite sarcina de pământ și straturile conductoare de aer pentru a deveni un element al unui circuit rezonant mare.

Așa că omul de știință a reușit să alimenteze 200 de lămpi de 50 de wați la o distanță de aproximativ 40 de kilometri de transmițător. Cu toate acestea, pe baza fezabilitate economica, finanțarea proiectului a fost oprită de Morgan, care de la bun început a investit bani în proiect pentru a obține comunicații fără fir, iar transferul de energie gratuită la scară industrială la distanță nu i s-a potrivit, ca om de afaceri. În 1917, turnul, proiectat pentru transmiterea fără fir a energiei electrice, a fost distrus.

Mult mai târziu, în perioada 1961-1964, un expert în domeniul electronicii cu microunde, William Brown, a experimentat în SUA căi de transmitere a energiei prin fascicul de microunde.

În 1964, el a fost primul care a testat un dispozitiv (un model de elicopter) capabil să primească și să utilizeze energia fasciculului de microunde sub formă de curent continuu, datorită unei rețele de antene constând din dipoli cu jumătate de undă, fiecare dintre acestea fiind încărcat cu un diode Schottky eficiente. Deja în 1976, William Brown transmitea un fascicul de microunde de 30 kW putere pe o distanță de 1,6 km cu o eficiență de peste 80%.

În 2007, un grup de cercetare de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, condus de profesorul Marin Soljacic, a reușit să transmită fără fir energie pe o distanță de 2 metri. Puterea transmisă a fost suficientă pentru a alimenta un bec de 60 de wați.

Tehnologia lor (numită ) se bazează pe fenomenul de rezonanță electromagnetică. Emițătorul și receptorul sunt două bobine de cupru, fiecare cu diametrul de 60 cm, rezonând la aceeași frecvență. Emițătorul este conectat la o sursă de alimentare, iar receptorul este conectat la o lampă incandescentă. Circuitele sunt reglate la 10 MHz. Receptorul în acest caz primește doar 40-45% din electricitatea transmisă.

Aproximativ în același timp, Intel a demonstrat o tehnologie similară pentru transmisia de energie fără fir.

În 2010, Haier Group, un producător chinez de electrocasnice, a prezentat publicului la CES 2010 produsul său unic - un televizor LCD complet wireless bazat pe această tehnologie.

Transmiterea fără fir a energiei electrice

Transmiterea fără fir a energiei electrice- o metodă de transmitere a energiei electrice fără utilizarea elementelor conductoare într-un circuit electric. Până la un an, au existat experimente de succes cu transmiterea energiei cu o putere de ordinul zecilor de kilowați în intervalul de microunde cu o eficiență de aproximativ 40% - în 1975 în Goldstone, California și în 1997 în Grand Bassin de pe Insula Reunion ( raza de acțiune de aproximativ un kilometru, cercetare în domeniul alimentării cu energie electrică a unui sat fără a pune o rețea electrică prin cablu). Principiile tehnologice ale unei astfel de transmisii includ inducția (la distanțe scurte și puteri relativ scăzute), rezonanța (folosită în cardurile inteligente fără contact și cipurile RFID) și electromagnetice direcționale pentru distante lungiși puteri (de la ultraviolete la microunde).

Istoria transmisiei de putere fără fir

• 1820 : André Marie Ampère a descoperit o lege (după numită după descoperitorul său, legea lui Ampère) care arată că un curent electric produce un câmp magnetic.
• 1831 : Michael Faraday a descoperit legea inducției, o lege de bază importantă a electromagnetismului.
• 1862 : Carlo Matteuci a efectuat pentru prima dată experimente privind transmisia și recepția utilizării inducției electrice bobine spiralate plate.
• 1864 : James Maxwell a codificat toate observațiile, experimentele și ecuațiile anterioare în electricitate, magnetism și optică într-o teorie coerentă și o descriere matematică riguroasă a comportamentului câmpului electromagnetic.
• 1888 : Heinrich Hertz a confirmat existența câmpului electromagnetic. " Aparat pentru generarea unui câmp electromagnetic Hertz a fost un emițător de „unde radio” pentru microunde sau UHF.
• 1891 : Nikola Tesla a îmbunătățit transmițătorul de unde Hertzian pentru alimentarea cu energie cu frecvență radio în brevetul său nr. 454.622, Sistem de iluminat electric.
• 1893 : Tesla demonstrează iluminare fără fir lampă fluorescentăîntr-un proiect pentru Târgul Mondial Columbus din Chicago.
• 1894 : Tesla aprinde fără fir o lampă incandescentă în Fifth Avenue Laboratory, iar mai târziu în Houston Street Laboratory din New York, folosind „inducție electrodinamică”, adică prin inducție reciprocă rezonantă wireless.
• 1894 : Jagdish Chandra Bose aprinde de la distanță praful de pușcă și lovește un clopoțel folosind unde electromagnetice, arătând că semnalele de comunicare pot fi trimise fără fir.
• 1895 : A. S. Popov a demonstrat receptorul radio pe care l-a inventat la o întâlnire a departamentului de fizică al Societății Fizico-Chimice Ruse din 25 aprilie (7 mai)
• 1895 : Bose transmite un semnal pe o distanță de aproximativ o milă.
• 1896 : Guglielmo Marconi depune o revendicare pentru inventarea radioului la 2 iunie 1896.
• 1896 : Tesla transmite un semnal pe o distanță de aproximativ 48 de kilometri.
• 1897 : relatează Guglielmo Marconi mesaj textîn cod Morse pe o distanță de aproximativ 6 km, folosind un transmițător radio.
• 1897 : Tesla depune primul dintre brevetele sale privind utilizarea transmisiei wireless.
• 1899 : În Colorado Springs, Tesla scrie: „Eșecul metodei de inducție pare enorm în comparație cu metoda de excitare a încărcăturii pământului și aerului».
• 1900 : Guglielmo Marconi nu a putut obține un brevet pentru invenția radioului în Statele Unite.
• 1901 : Marconi transmite un semnal peste Oceanul Atlantic folosind un aparat Tesla.
• 1902 : Tesla vs. Reginald Fessenden: Conflictul nr. de brevet american. 21.701 „Sistem de transmisie a semnalului (fără fir). Comutare selectivă a lămpilor incandescente, electronice porți logiceîn general".
• 1904 : La Târgul Mondial din St. Louis este oferit un premiu pentru o încercare reușită de a controla un motor de 0,1 CP al unui dirijabil. (75 W) din energia transmisă de la distanță pe o distanță mai mică de 100 de picioare (30 m).
• 1917 : Turnul Wardenclyffe, construit de Nikola Tesla pentru a efectua experimente privind transmisia fără fir de mare putere, este distrus.
• 1926 : Shintaro Uda și Hidetsugu Yagi publică primul articol " despre un canal de comunicare direcțional reglabil cu câștig mare”, bine cunoscut sub numele de „antena Yagi-Uda” sau antena „canal de undă”.
• 1961 : William Brown publică un articol în care explorează posibilitatea transmiterii energiei prin microunde.
• 1964 : William Brown și Walter Kronikt arată pe canal Știri CBS un model de elicopter care primește toată energia de care are nevoie de la un fascicul cu microunde.
• 1968 : Peter Glaser propune transmisia wireless energie solara din spațiu folosind tehnologia Energy Beam. Aceasta este considerată prima descriere a unui sistem de putere orbital.
• 1973 : Primul din lume sistem pasiv RFID a fost demonstrată la Laboratorul Național Los Alamos.
• 1975 : Complexul de comunicații în spațiul adânc Goldstone efectuează experimente privind transmisia de putere a zeci de kilowați.
• 2007 : O echipă de cercetare condusă de profesorul Marin Soljačić de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts a transmis fără fir pe o distanță de 2 m puterea suficientă pentru a ilumina cu eficiență un bec de 60 W. 40%, folosind două bobine cu diametrul de 60 cm.
• 2008 : Bombardier oferă Produs nou pentru transmisia fără fir PRIMOVE, un sistem puternic pentru utilizarea în tramvaie și motoarele de metrou ușor.
• 2008 : Intel reproduce experimentele echipei Nikola Tesla din 1894 și ale lui John Brown din 1988 privind transmiterea fără fir a energiei către becuri cu incandescență eficiente. 75%.
• 2009 : Un consorțiu de companii interesate, numit Wireless Power Consortium, a anunțat finalizarea iminentă a unui nou standard industrial pentru încărcătoarele cu inducție de putere redusă.
• 2009 : Este prezentată o lanternă industrială care poate funcționa în siguranță și poate fi reîncărcată fără contact într-o atmosferă saturată cu gaz inflamabil. Acest produs a fost dezvoltat de compania norvegiană Wireless Power & Communication.
• 2009 : Grupul Haier a introdus primul televizor LCD complet wireless din lume, bazat pe cercetările profesorului Marin Soljačić privind transmisia de energie fără fir și interfața digitală wireless pentru acasă (WHDI).

Tehnologie (metoda cu ultrasunete)

Invenție de către studenții de la Universitatea din Pennsylvania. Instalația a fost prezentată pentru prima dată publicului larg la expoziția The All Things Digital (D9) în 2011. Ca și în cazul altor metode de transmitere fără fir a ceva, se folosesc un receptor și un transmițător. Emițătorul emite ultrasunete, receptorul, la rândul său, transformă ceea ce se aude în electricitate. În momentul prezentării, distanța de transmisie ajunge la 7-10 metri este necesară vizibilitatea directă a receptorului și emițătorului. Printre caracteristicile cunoscute, tensiunea transmisă ajunge la 8 volți, dar puterea curentului primit nu este raportată. Frecvențele ultrasonice utilizate nu au niciun efect asupra oamenilor. De asemenea, nu există informații despre efectele negative asupra animalelor.

Metoda inducției electromagnetice

Tehnica de transmisie fără fir cu inducție electromagnetică folosește un câmp electromagnetic în câmp apropiat la distanțe de aproximativ o șesime dintr-o lungime de undă. Energia câmpului apropiat în sine nu este radiativă, dar apar unele pierderi radiative. În plus, de regulă, apar și pierderi rezistive. Datorită inducției electrodinamice, un curent electric alternativ care circulă prin înfășurarea primară creează un câmp magnetic alternant, care acționează asupra înfășurării secundare, inducând un curent electric în acesta. Pentru a obține o eficiență ridicată, interacțiunea trebuie să fie destul de strânsă. Pe măsură ce înfășurarea secundară se îndepărtează de primară, tot mai mult câmp magnetic nu ajunge la înfășurarea secundară. Chiar și pe distanțe relativ scurte, cuplarea inductivă devine extrem de ineficientă, irosind cea mai mare parte a energiei transmise.

Un transformator electric este cel mai simplu dispozitiv pentru transferul de energie fără fir. Înfășurările primare și secundare ale transformatorului nu sunt conectate direct. Transferul de energie are loc printr-un proces cunoscut sub numele de inducție reciprocă. Funcția principală a unui transformator este de a crește sau scădea tensiunea primară. Încărcătoarele fără contact pentru telefoane mobile și periuțele de dinți electrice sunt exemple de utilizare a principiului inducției electrodinamice. Aragazele cu inducție folosesc și ele această metodă. Principalul dezavantaj al metodei de transmisie wireless este raza sa extrem de scurtă. Receptorul trebuie să fie în imediata apropiere a transmițătorului pentru a comunica eficient cu acesta.

Utilizarea rezonanței crește ușor raza de transmisie. Cu inducția rezonantă, emițătorul și receptorul sunt reglate pe aceeași frecvență. Performanța poate fi îmbunătățită în continuare prin schimbarea formei de undă a curentului de control de la forme de undă tranzitorii sinusoidale la nesinusoidale. Transferul de energie în impulsuri are loc pe mai multe cicluri. În acest fel, o putere semnificativă poate fi transferată între două circuite LC reglate reciproc, cu un coeficient de cuplare relativ scăzut. Bobinele de transmisie și recepție sunt de obicei solenoizi cu un singur strat sau o spirală plată cu un set de condensatori care permit ca elementul de recepție să fie reglat la frecvența emițătorului.

O aplicație comună a inducției electrodinamice rezonante este încărcarea baterii dispozitive portabile precum computere laptopși telefoane mobile, implanturi medicale și vehicule electrice. Tehnica de încărcare localizată folosește selecția unei bobine de transfer adecvate într-o structură de înfășurare multistrat. Rezonanța este folosită ca într-un panou încărcare fără fir(circuit de transmisie) și în modulul receptor (încorporat în sarcină) pentru a asigura eficiența maximă a transferului de energie. Această tehnică de transmisie este potrivită pentru plăcuțele universale de încărcare fără fir pentru reîncărcarea electronicelor portabile, cum ar fi Celulare. Tehnica a fost adoptată ca parte a standardului de încărcare wireless Qi.

Inducția electrodinamică rezonantă este, de asemenea, utilizată pentru alimentarea dispozitivelor care nu au baterii, cum ar fi etichetele RFID și cardurile inteligente fără contact, precum și pentru a transfera energie electrică de la inductorul primar la rezonatorul elicoidal al transformatorului Tesla, care este, de asemenea, un transmițător fără fir. a energiei electrice.

Inductie electrostatica

Curentul alternativ poate fi transmis prin straturi ale atmosferei cu o presiune atmosferică mai mică de 135 mm Hg. Artă. Curentul trece prin inducție electrostatică prin atmosfera inferioară la aproximativ 2-3 mile deasupra nivelului mării și datorită fluxului de ioni, adică conducție electrică prin regiunea ionizată situată la o altitudine de peste 5 km. Fascicule verticale intense de radiații ultraviolete pot fi utilizate pentru a ioniza gazele atmosferice direct deasupra celor două terminale ridicate, rezultând în formarea liniilor electrice de înaltă tensiune cu plasmă care conduc direct la straturile conductoare ale atmosferei. Ca urmare, între cele două terminale ridicate se formează un flux de curent electric, trecând până în troposferă, prin aceasta și înapoi la celălalt terminal. Conductivitatea electrică prin straturile atmosferei este posibilă printr-o descărcare capacitivă a plasmei într-o atmosferă ionizată.

Nikola Tesla a descoperit că electricitatea poate fi transmisă atât prin pământ, cât și prin atmosferă. În cursul cercetărilor sale, el a realizat aprinderea unei lămpi la distanțe moderate și a înregistrat transmiterea energiei electrice pe distanțe lungi. Turnul Wardenclyffe a fost conceput ca un proiect comercial pentru telefonia fără fir transatlantică și a devenit o adevărată demonstrație a posibilității de transmitere a energiei fără fir la scară globală. Instalarea nu a fost finalizată din cauza finanțării insuficiente.

Pământul este un conductor natural și formează un singur circuit conductor. Bucla de întoarcere are loc prin troposfera superioară și stratosfera inferioară la o altitudine de aproximativ 4,5 mile (7,2 km).

Un sistem global de transmitere a energiei electrice fără fire, așa-numitul „Worldwide Wireless System”, bazat pe conductivitate electrică ridicată a plasmei și conductivitate electrică ridicată a pământului, a fost propus de Nikola Tesla la începutul anului 1904 și ar fi putut foarte bine să fie cauza meteoritului Tunguska, care a rezultat dintr-un „scurtcircuit” între o atmosferă încărcată și pământ.

Sistem wireless la nivel mondial

Primele experimente ale celebrului inventator sârb Nikola Tesla au vizat propagarea undelor radio obișnuite, adică unde Hertz, unde electromagnetice care se propagă prin spațiu.

În 1919, Nikola Tesla scria: „Se crede că am început să lucrez la transmisia fără fir în 1893, dar de fapt făcusem cercetări și construiam echipamente în ultimii doi ani. Mi-a fost clar încă de la început că succesul poate fi obținut printr-o serie de decizii radicale. Mai întâi trebuiau creați oscilatorii de înaltă frecvență și oscilatorii electrici. Energia lor trebuia transformată în transmițătoare eficiente și primită la distanță de receptoare adecvate. Un astfel de sistem ar fi eficient dacă ar exclude orice interferență din exterior și ar asigura exclusivitatea sa completă. De-a lungul timpului, însă, mi-am dat seama că pentru ca dispozitivele de acest fel să funcționeze eficient, ele trebuie proiectate ținând cont de proprietățile fizice ale planetei noastre.”

Una dintre condițiile pentru crearea unui global sistem wireless este construcția unor receptoare rezonante. Rezonatorul elicoidal cu împământare și terminalul ridicat al bobinei Tesla pot fi utilizate ca atare. Tesla a demonstrat personal în mod repetat transmiterea fără fir a energiei electrice de la bobina Tesla de transmitere la recepție. Acesta a devenit parte a sistemului său de transmisie fără fir (brevet S.U.A. nr. 1119732, Aparat pentru transmiterea energiei electrice, 18 ianuarie 1902). Tesla a propus instalarea a peste treizeci de stații transceiver în întreaga lume. În acest sistem, bobina de preluare acționează ca un transformator coborâtor cu o ieșire de curent mare. Parametrii bobinei de transmisie sunt identici cu bobinei de recepție.

Scopul sistemului mondial fără fir Tesla a fost de a combina transmisia de energie cu transmisia radio și comunicațiile fără fir direcționale, ceea ce ar elimina nevoia de numeroase linii electrice de înaltă tensiune și ar facilita interconectarea instalațiilor de generare electrică la scară globală.

Vezi si

• Fascicul de energie

Note

1. „Electricitate la Expoziția Columbian”, de John Patrick Barrett. 1894, pp. 168-169 (engleză)
2. Experimente cu curenți alternativi de foarte mare frecvență și aplicarea lor la metodele de iluminare artificială, AIEE, Columbia College, N.Y., 20 mai 1891 (engleză)
3. Experimente cu curenți alternativi de înaltă potențial și de înaltă frecvență, adresa IEE, Londra, februarie 1892
4. On Light and Other High Frequency Phenomena, Franklin Institute, Philadelphia, februarie 1893 și National Electric Light Association, St. Louis, martie 1893 (engleză)
5. Lucrarea lui Jagdish Chandra Bose: 100 de ani de cercetare a undelor mm (engleză)
6. Jagadish Chandra Bose
7. Nikola Tesla despre munca sa cu curenții alternativi și aplicarea lor la telegrafia fără fir, telefonie și transmisie de putere, pp. 26-29. (Engleză)
8. 5 iunie 1899, Nikola Tesla Note de primăvară din Colorado 1899-1900, Nolit, 1978 (engleză)
9. Nikola Tesla: Arme ghidate și tehnologie computerizată (engleză)
10. Electricianul(Londra), 1904 (engleză)
11. Scanarea trecutului: o istorie a ingineriei electrice din trecut, Hidetsugu Yagi
12. Un studiu al elementelor de transmisie a puterii prin fascicul de microunde, în 1961 IRE Int. Conf. Rec., vol.9, partea 3, pp.93-105 (engleză)
13. Teoria și tehnicile IEEE cu microunde, Cariera distinsă a lui Bill Brown
14. Puterea de la soare: viitorul său, Science Vol. 162, pp. 957-961 (1968)
15. Brevet pentru energia solară prin satelit
16. Istoria RFID
17. Inițiativa pentru energia solară spațială
18. Transmisia de energie fără fir pentru satelit de energie solară (SPS) (a doua versiune de N. Shinohara), Workshop de energie solară spațială, Institutul de Tehnologie din Georgia (engleză)
19. W. C. Brown: The History of Power Transmission by Radio Waves: Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on September, 1984, v. 32 (9), pp. 1230-1242 (engleză)
20. Transfer de putere fără fir prin rezonanțe magnetice puternic cuplate. Știință (7 iunie 2007). Arhivat,
    A fost lansată o nouă metodă de transmitere fără fir a energiei electrice (rusă). MEMBRANA.RU (8 iunie 2007). Arhivat din original pe 29 februarie 2012. Consultat la 6 septembrie 2010.
21. Tehnologia Bombardier PRIMOVE
22. Intel își imaginează puterea wireless pentru laptopul tău
23. specificația pentru electricitate fără fir se apropie de finalizare
24. TX40 și CX40, lanternă și încărcător aprobate Ex (engleză)
25. Televizorul HDTV wireless al lui Haier nu are fire, profil svelt (video) (engleză),
    Electricitatea wireless și-a uimit creatorii (ruși). MEMBRANA.RU (16 februarie 2010). Arhivat din original pe 26 februarie 2012. Consultat la 6 septembrie 2010.
26. Eric Giler demonstrează electricitate fără fir | Video pe TED.com
27. „Nikola Tesla și diametrul pământului: o discuție despre unul dintre multele moduri de funcționare ale turnului Wardenclyffe”, K. L. Corum și J. F. Corum, Ph.D. 1996
28. William Beaty, Yahoo Wireless Energy Transmission Tech Group Message #787, retipărit în TEORIA TRANSMISIEI FĂRĂ FĂRĂ.
29. Stai, James R., Istoria antică și modernă a propagării EM Ground-Wave," Revista IEEE Antenne și Propagare, Vol. 40, nr. 5 octombrie 1998.
30. SISTEM DE TRANSMISIE A ENERGIEI ELECTRICE, sept. 2, 1897, S.U.A. Brevetul nr. 645.576, mar. 20, 1900.

31. Trebuie să spun aici că atunci când am depus cererile din 2 septembrie 1897, pentru transmiterea energiei în care era dezvăluită această metodă, mi-a fost deja clar că nu aveam nevoie să am terminale la o altitudine atât de mare, dar am Niciodată, deasupra semnăturii mele, nu am anunțat nimic despre care nu am dovedit mai întâi. Acesta este motivul pentru care nicio afirmație a mea nu a fost vreodată contrazisă, și nu cred că va fi, pentru că ori de câte ori public ceva îl parcurg mai întâi prin experiment, apoi din experiment calculez, iar când am teoria și practica se întâlnesc. Anunț rezultatele.

    La vremea aceea eram absolut sigur că voi putea monta o fabrică comercială, dacă nu puteam face altceva decât ceea ce făcusem în laboratorul meu de pe strada Houston; dar calculasem deja și am constatat că nu am nevoie de înălțimi mari pentru a aplica această metodă. Brevetul meu spune că distrug atmosfera „la sau lângă” terminal. Dacă atmosfera mea conducătoare este la 2 sau 3 mile deasupra centralei, consider că acest lucru este foarte aproape de terminal în comparație cu distanța terminalului meu de recepție, care poate fi peste Pacific. Aceasta este pur și simplu o expresie. . . .

32. Nikola Tesla despre munca sa cu curenții alternativi și aplicarea acestora la telegrafia fără fir, telefonie și transmisia de energie