Paghahatid ng enerhiya sa isang distansya na walang mga wire. Paghahatid ng kasalukuyang walang mga wire sa pamamagitan ng induction

Wireless transmission ng kuryente

Wireless transmission ng kuryente- isang paraan ng pagpapadala ng elektrikal na enerhiya nang walang paggamit ng mga conductive elements sa isang electrical circuit. Sa pamamagitan ng taon, nagkaroon ng matagumpay na mga eksperimento sa paghahatid ng enerhiya na may lakas ng sampu-sampung kilowatts sa hanay ng microwave na may kahusayan na humigit-kumulang 40% - noong 1975 sa Goldstone, California at noong 1997 sa Grand Bassin sa Reunion Island (saklaw ng pagkakasunud-sunod ng isang kilometro, pananaliksik sa larangan ng power supply ng village nang walang pagtula ng cable power grids). Ang mga teknolohikal na prinsipyo ng naturang transmission ay kinabibilangan ng inductive (sa maikling distansya at medyo mababa ang kapangyarihan), resonant (ginagamit sa contactless smart card at RFID chips) at directional electromagnetic para sa medyo malalayong distansya at kapangyarihan (sa hanay mula sa ultraviolet hanggang microwave).

Kasaysayan ng wireless power transmission

• 1820 : Natuklasan ni André Marie Ampère ang batas (na kalaunan ay pinangalanan sa nakatuklas, ang batas ni Ampère) na nagpapakita na ang isang electric current ay gumagawa ng magnetic field.
• 1831 Kuwento: Natuklasan ni Michael Faraday ang batas ng induction, isang mahalagang batayang batas ng electromagnetism.
• 1862 : Si Carlo Matteuchi ang unang nagsagawa ng mga eksperimento sa paghahatid at pagtanggap ng paggamit ng electrical induction flat helical coils.
• 1864 : James Maxwell systematized lahat ng nakaraang mga obserbasyon, mga eksperimento at mga equation sa kuryente, magnetism at optika sa isang magkakaugnay na teorya at mahigpit na matematikal na paglalarawan ng pag-uugali ng electromagnetic field.
• 1888 : Kinumpirma ni Heinrich Hertz ang pagkakaroon ng electromagnetic field. " Apparatus para sa pagbuo ng isang electromagnetic field» Hertz ay isang microwave o UHF spark "radio wave" transmitter.
• 1891 : Pinahusay ni Nikola Tesla ang RF power supply Hertzian wave transmitter sa kanyang patent no. 454.622, "Electric Lighting System."
• 1893 : Nagpapakita ang Tesla ng wireless fluorescent lighting sa isang proyekto para sa Columbian World's Fair sa Chicago.
• 1894 : Ang Tesla ay nagsisindi ng incandescent lamp nang wireless sa Fifth Avenue Laboratory, at kalaunan sa Houston Street Laboratory sa New York City, sa pamamagitan ng "electrodynamic induction", ibig sabihin, sa pamamagitan ng wireless resonant mutual induction.
• 1894 : Ang Jagdish Chandra Bose ay malayuang nag-aapoy ng pulbura at hinahampas ang kampana gamit ang mga electromagnetic wave, na nagpapakita na ang mga signal ng komunikasyon ay maaaring ipadala nang wireless.
• 1895 : Ipinakita ni A. S. Popov ang radio receiver na naimbento niya sa isang pulong ng Physics Department ng Russian Physico-Chemical Society noong Abril 25 (Mayo 7)
• 1895 : Nagpapadala ang Bosche ng signal sa layo na halos isang milya.
• 1896 : Nag-aplay si Guglielmo Marconi para sa pag-imbento ng radyo noong Hunyo 2, 1896.
• 1896 A: Nagpapadala si Tesla ng signal sa layo na halos 48 kilometro.
• 1897 : Nagpapadala si Guglielmo Marconi ng text message sa Morse code sa layong humigit-kumulang 6 na km gamit ang radio transmitter.
• 1897 : Nag-file ang Tesla ng una sa mga wireless transmission patent nito.
• 1899 : Sa Colorado Springs, isinulat ni Tesla: "Ang kabiguan ng paraan ng induction ay tila napakalaking kumpara sa earth at air charge excitation method».
• 1900 : Si Guglielmo Marconi ay hindi nakakuha ng patent para sa pag-imbento ng radyo sa Estados Unidos.
• 1901 : Nagpapadala si Marconi ng signal sa Karagatang Atlantiko gamit ang Tesla apparatus.
• 1902 : Tesla v. Reginald Fessenden: Conflict of US Patent No. 21.701 "Sistema ng paghahatid ng signal (wireless). Selective switching on ng incandescent lamp, electronic logic elements sa pangkalahatan.
• 1904 : Isang parangal ang inaalok sa St. Louis World's Fair para sa matagumpay na pagtatangka na kontrolin ang isang 0.1 hp airship engine. (75 W) mula sa kapangyarihan na ipinadala nang malayuan sa mga distansyang wala pang 100 talampakan (30 m).
• 1917 : Ang Wardenclyffe Tower, na itinayo ni Nikola Tesla upang magsagawa ng mga eksperimento sa wireless transmission ng mataas na kapangyarihan, ay nawasak.
• 1926 : Shintaro Uda at Hidetsugu Yagi inilathala ang unang artikulo " tungkol sa high gain steered directional link”, na kilala bilang “Yagi-Uda antenna” o ang “wave channel” antenna.
• 1961 : Naglalathala si William Brown ng isang artikulo sa posibilidad ng paglipat ng enerhiya sa pamamagitan ng mga microwave.
• 1964 : Nagpapakita sina William Brown at Walter Cronict sa channel Balita ng CBS modelo ng isang helicopter na tumatanggap ng lahat ng enerhiya na kailangan nito mula sa isang microwave beam.
• 1968 : Iminungkahi ni Peter Glaser ang wireless transmission ng solar energy mula sa kalawakan gamit ang "Power Beam" na teknolohiya. Ito ay itinuturing na unang paglalarawan ng isang orbital power system.
• 1973 : Ang unang passive RFID system ng mundo na ipinakita sa Los Alamos National Laboratory.
• 1975 : Ang Goldstone Deep Space Communications Complex ay nag-eeksperimento sa power transmission ng sampu-sampung kilowatts.
• 2007 : Isang pangkat ng pananaliksik na pinamumunuan ni Propesor Marin Soljachich mula sa Massachusetts Institute of Technology na wireless na ipinadala sa layong 2 m ang kapangyarihan na sapat upang sindihan ang isang 60 W na bumbilya, na may kahusayan na 60 W. 40%, gamit ang dalawang coils na may diameter na 60 cm.
• 2008 : Nag-aalok ang Bombardier ng bagong produkto ng wireless transmission na PRIMOVE, isang malakas na sistema para sa mga aplikasyon ng tram at light rail.
• 2008 : Ginawa ng Intel ang mga eksperimento ni Nikola Tesla noong 1894 at ng grupo ni John Brown noong 1988 sa wireless power transmission sa mga light efficient incandescent lamp. 75%.
• 2009 : Isang consortium ng mga interesadong kumpanya na tinatawag na Wireless Power Consortium ang nag-anunsyo ng napipintong pagkumpleto ng isang bagong pamantayan sa industriya para sa mga low power induction charger.
• 2009 : Ang isang pang-industriyang flashlight ay ipinakilala na maaaring ligtas na gumana at mag-recharge nang walang kontak sa isang kapaligiran na puspos ng nasusunog na gas. Ang produktong ito ay binuo ng kumpanyang Norwegian na Wireless Power & Communication .
• 2009 : Ipinakilala ng Haier Group ang unang ganap na wireless LCD TV sa mundo batay sa pananaliksik ni Propesor Marin Soljacic sa wireless power transmission at wireless home digital interface (WHDI).

Teknolohiya (ultrasonic na pamamaraan)

Ang pag-imbento ng mga mag-aaral ng Unibersidad ng Pennsylvania. Sa unang pagkakataon, ipinakita ang pag-install sa pangkalahatang publiko sa The All Things Digital (D9) noong 2011. Tulad ng sa iba pang mga paraan ng wireless transmission ng isang bagay, isang receiver at isang transmitter ang ginagamit. Ang transmitter ay naglalabas ng ultrasound, ang receiver naman ay nagko-convert ng naririnig sa kuryente. Sa oras ng pagtatanghal, ang distansya ng paghahatid ay umabot sa 7-10 metro, isang direktang linya ng paningin ng receiver at transmitter ay kinakailangan. Sa mga kilalang katangian - ang ipinadala na boltahe ay umabot sa 8 volts, ngunit ang nagresultang kasalukuyang lakas ay hindi iniulat. Ang mga ultrasonic frequency na ginamit ay walang epekto sa mga tao. Wala ring ebidensya ng negatibong epekto sa mga hayop.

Paraan ng electromagnetic induction

Ang electromagnetic induction wireless transmission technique ay gumagamit ng malapit na electromagnetic field sa mga distansyang humigit-kumulang isang-ikaanim ng isang wavelength. Ang near field energy mismo ay hindi radiative, ngunit ang ilang radiative loss ay nangyayari pa rin. Bilang karagdagan, bilang isang patakaran, mayroon ding mga resistive na pagkalugi. Dahil sa electrodynamic induction, ang isang alternating electric current na dumadaloy sa pangunahing winding ay lumilikha ng isang alternating magnetic field na kumikilos sa pangalawang winding, na nag-uudyok ng electric current sa loob nito. Upang makamit ang mataas na kahusayan, ang pakikipag-ugnayan ay dapat na sapat na malapit. Habang lumalayo ang pangalawang paikot-ikot mula sa pangunahin, parami nang parami ang magnetic field na hindi umabot sa pangalawang paikot-ikot. Kahit na sa medyo maikling distansya, ang inductive coupling ay nagiging lubhang hindi epektibo, na nag-aaksaya ng karamihan sa ipinadalang enerhiya.

Ang isang de-koryenteng transpormer ay ang pinakasimpleng aparato para sa wireless power transmission. Ang pangunahin at pangalawang windings ng isang transpormer ay hindi direktang konektado. Ang paglipat ng enerhiya ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang proseso na kilala bilang mutual induction. Ang pangunahing pag-andar ng isang transpormer ay upang taasan o bawasan ang pangunahing boltahe. Ang mga contactless charger para sa mga mobile phone at electric toothbrush ay mga halimbawa ng paggamit ng prinsipyo ng electrodynamic induction. Ginagamit din ng mga induction cooker ang pamamaraang ito. Ang pangunahing kawalan ng paraan ng wireless transmission ay ang napakaikling saklaw nito. Ang receiver ay dapat na malapit sa transmitter upang mabisang makipag-usap dito.

Ang paggamit ng resonance ay medyo nagpapataas ng saklaw ng paghahatid. Sa resonant induction, ang transmitter at receiver ay nakatutok sa parehong frequency. Ang pagganap ay maaaring higit pang mapabuti sa pamamagitan ng pagpapalit ng drive current waveform mula sa sinusoidal hanggang sa non-sinusoidal transient waveform. Ang pulsed energy transfer ay nangyayari sa ilang mga cycle. Kaya, ang makabuluhang kapangyarihan ay maaaring mailipat sa pagitan ng dalawang magkaparehong nakatutok na LC circuits na may medyo mababang coupling factor. Ang pagpapadala at pagtanggap ng mga coil, bilang panuntunan, ay mga single-layer solenoids o isang flat coil na may isang hanay ng mga capacitor na nagbibigay-daan sa iyo upang ibagay ang pagtanggap ng elemento sa dalas ng transmitter.

Ang isang karaniwang aplikasyon ng resonant electrodynamic induction ay ang pag-charge ng mga baterya sa mga portable na device tulad ng mga laptop computer at cell phone, mga medikal na implant, at mga de-kuryenteng sasakyan. Ginagamit ng localized charging technique ang pagpili ng naaangkop na transmitting coil sa multilayer winding array structure. Ginagamit ang resonance sa parehong wireless charging pad (transmitting loop) at ang receiver module (built in the load) para matiyak ang maximum power transfer efficiency. Ang pamamaraan ng paghahatid na ito ay angkop para sa mga unibersal na wireless charging pad para sa pag-charge ng mga portable electronics tulad ng mga mobile phone. Ang pamamaraan ay pinagtibay bilang bahagi ng Qi wireless charging standard.

Ginagamit din ang resonant electrodynamic induction para paganahin ang mga device na walang baterya gaya ng mga RFID tag at contactless smart card, gayundin ang paglilipat ng elektrikal na enerhiya mula sa pangunahing inductor patungo sa helical Tesla transformer resonator, na isa ring wireless transmitter ng electrical energy.

electrostatic induction

Ang alternating current ay maaaring maipadala sa pamamagitan ng mga layer ng atmospera na may atmospheric pressure na mas mababa sa 135 mm Hg. Art. Ang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng electrostatic induction sa mas mababang kapaligiran sa humigit-kumulang 2-3 milya sa itaas ng antas ng dagat at sa pamamagitan ng ion flux, iyon ay, electrical conduction sa pamamagitan ng isang ionized na rehiyon na matatagpuan sa isang altitude sa itaas ng 5 km. Ang matinding vertical beam ng ultraviolet radiation ay maaaring gamitin upang i-ionize ang atmospheric gases nang direkta sa itaas ng dalawang nakataas na terminal, na nagreresulta sa pagbuo ng mataas na boltahe na mga linya ng kuryente ng plasma na direktang humahantong sa conductive layer ng atmospera. Bilang resulta, ang isang daloy ng kuryente ay nabuo sa pagitan ng dalawang nakataas na mga terminal, na dumadaan sa troposphere, sa pamamagitan nito at pabalik sa kabilang terminal. Nagiging posible ang electrical conductivity sa pamamagitan ng mga layer ng atmospera dahil sa capacitive plasma discharge sa isang ionized na kapaligiran.

Natuklasan ni Nikola Tesla na ang koryente ay maaaring maipadala sa parehong lupa at sa pamamagitan ng atmospera. Sa kurso ng kanyang pananaliksik, nakamit niya ang pag-aapoy ng isang lampara sa katamtamang distansya at naitala ang paghahatid ng kuryente sa malalayong distansya. Ang Wardenclyffe Tower ay ipinaglihi bilang isang komersyal na proyekto para sa transatlantic wireless telephony at naging isang tunay na pagpapakita ng posibilidad ng wireless transmission ng kuryente sa isang pandaigdigang saklaw. Hindi natapos ang pag-install dahil sa hindi sapat na pondo.

Ang lupa ay isang natural na conductor at bumubuo ng isang conducting circuit. Ang return loop ay naisasakatuparan sa pamamagitan ng upper troposphere at lower stratosphere sa taas na humigit-kumulang 4.5 milya (7.2 km).

Ang isang pandaigdigang sistema para sa pagpapadala ng kuryente nang walang mga wire, ang tinatawag na "World Wireless System", batay sa mataas na electrical conductivity ng plasma at ang mataas na electrical conductivity ng earth, ay iminungkahi ni Nikola Tesla noong unang bahagi ng 1904 at maaaring maging sanhi ng Tunguska meteorite, na nagreresulta mula sa isang "short circuit" sa pagitan ng isang naka-charge na atmospera at lupa.

Pandaigdigang Wireless System

Ang mga unang eksperimento ng sikat na Serbian na imbentor na si Nikola Tesla ay may kinalaman sa pagpapalaganap ng mga ordinaryong radio wave, iyon ay, Hertzian waves, electromagnetic waves na nagpapalaganap sa espasyo.

Noong 1919, sumulat si Nikola Tesla: "Ako ay dapat na nagsimulang magtrabaho sa wireless transmission noong 1893, ngunit sa katunayan ay ginugol ko ang nakaraang dalawang taon sa pagsasaliksik at pagdidisenyo ng kagamitan. Malinaw sa akin sa simula pa lang na ang tagumpay ay maaaring makamit sa pamamagitan ng isang serye ng mga radikal na desisyon. Ang mga generator ng mataas na dalas at mga de-koryenteng oscillator ay dapat na unang likhain. Ang kanilang enerhiya ay kailangang i-convert sa mahusay na mga transmitters at natanggap sa malayo sa pamamagitan ng tamang receiver. Magiging epektibo ang ganitong sistema kung ang anumang panghihimasok sa labas ay hindi isasama at ang buong pagiging eksklusibo nito ay masisiguro. Sa paglipas ng panahon, gayunpaman, natanto ko na para gumana nang epektibo ang mga device na ganito, dapat silang idisenyo na isinasaalang-alang ang mga pisikal na katangian ng ating planeta.

Ang isa sa mga kondisyon para sa paglikha ng isang pandaigdigang wireless system ay ang pagtatayo ng mga resonant receiver. Ang isang grounded Tesla coil helical resonator at isang nakataas na terminal ay maaaring gamitin bilang ganoon. Personal na paulit-ulit na ipinakita ni Tesla ang wireless transmission ng elektrikal na enerhiya mula sa pagpapadala sa tumatanggap na Tesla coil. Naging bahagi ito ng kanyang wireless transmission system (U.S. Patent No. 1,119,732, Apparatus for Transmitting Electrical Power, Enero 18, 1902). Iminungkahi ni Tesla na mag-install ng higit sa tatlumpung istasyon ng pagtanggap at pagpapadala sa buong mundo. Sa sistemang ito, ang pickup coil ay gumaganap bilang isang step-down na transpormer na may mataas na kasalukuyang output. Ang mga parameter ng transmitting coil ay magkapareho sa receiving coil.

Ang layunin ng Tesla's Worldwide Wireless System ay upang pagsamahin ang power transmission sa broadcasting at directional wireless na komunikasyon, na mag-aalis ng maraming high-voltage na linya ng kuryente at mapadali ang interconnection ng mga electrical generating facility sa isang pandaigdigang saklaw.

Tingnan din

• sinag ng enerhiya

Mga Tala

1. "Elektrisidad sa Columbian Exposition", ni John Patrick Barrett. 1894, pp. 168-169
2. Mga Eksperimento sa Alternating Currents ng Napakataas na Dalas at Ang Kanilang Aplikasyon sa Mga Paraan ng Artipisyal na Pag-iilaw, AIEE, Columbia College, N.Y., Mayo 20, 1891
3. Mga Eksperimento sa Mga Kahaliling Agos ng Mataas na Potensyal at Mataas na Dalas, IEE Address, London, Pebrero 1892
4. On Light and Other High Frequency Phenomena, Franklin Institute, Philadelphia, Pebrero 1893 at National Electric Light Association, St. Louis, Marso 1893
5. Ang Gawain ni Jagdish Chandra Bose: 100 taon ng pananaliksik sa mm-wave
6. Jagadish Chandra Bose
7. Nikola Tesla Sa Kanyang Trabaho Sa Alternating Currents at Ang Kanilang Aplikasyon sa Wireless Telegraphy, Telephony at Transmission of Power, pp. 26-29. (Ingles)
8. Hunyo 5, 1899, Nikola Tesla Colorado Spring Notes 1899-1900, Nolit, 1978 (Ingles)
9. Nikola Tesla: Mga Gabay na Armas at Computer Technology
10. Ang Electrician(London), 1904 (Ingles)
11. Pag-scan sa Nakaraan: Isang Kasaysayan ng Electrical Engineering mula sa Nakaraan, Hidetsugu Yagi
12. Isang survey ng mga elemento ng power transmission sa pamamagitan ng microwave beam, noong 1961 IRE Int. Conf. Rec., vol.9, part 3, pp.93-105
13. IEEE Microwave Theory and Techniques, Ang Distinguished Career ni Bill Brown
14. Power from the Sun: Its Future, Science Vol. 162, pp. 957-961 (1968)
15. Patent ng Solar Power Satellite
16. Kasaysayan ng RFID
17. Space Solar Energy Initiative
18. Wireless Power Transmission para sa Solar Power Satellite (SPS) (Second Draft ni N. Shinohara), Space Solar Power Workshop, Georgia Institute of Technology
19. W. C. Brown: The History of Power Transmission by Radio Waves: Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions noong Setyembre, 1984, v. 32 (9), pp. 1230-1242 (Ingles)
20. Wireless Power Transfer sa pamamagitan ng Strongly Coupled Magnetic Resonances. Agham (7 Hunyo 2007). naka-archive,
    Nakakuha ng bagong paraan ng wireless transmission ng kuryente (rus.). MEMBRANA.RU (Hunyo 8, 2007). Na-archive mula sa orihinal noong Pebrero 29, 2012. Hinango noong Setyembre 6, 2010.
21. Bombardier PRIMOVE Technology
22. Iniisip ng Intel ang wireless power para sa iyong laptop
23. malapit nang matapos ang pagtutukoy ng wireless na kuryente
24. TX40 at CX40, Ex na inaprubahang Torch at Charger
25. Walang mga wire ang wireless HDTV ng Haier, makinis na profile (video) (Ingles) ,
    Ang wireless na kuryente ay namangha sa mga tagalikha nito (Russian). MEMBRANA.RU (Pebrero 16, 2010). Na-archive mula sa orihinal noong Pebrero 26, 2012. Hinango noong Setyembre 6, 2010.
26. Nag-demo si Eric Giler ng wireless na kuryente | Video sa TED.com
27. "Nikola Tesla at ang Diameter ng Earth: Isang Talakayan ng Isa sa Maraming Mga Mode ng Operasyon ng Wardenclyffe Tower," K. L. Corum at J. F. Corum, Ph.D. 1996
28. William Beaty, Yahoo Wireless Energy Transmission Tech Group Message #787 , muling na-print sa WIRELESS TRANSMISSION THEORY .
29. Maghintay, James R., Ang Sinaunang at Makabagong Kasaysayan ng EM Ground-Wave Propagation," IEEE Antennas at Propagation Magazine, Vol. 40, hindi. 5, Oktubre 1998.
30. SYSTEM OF TRANSMISSION OF ELECTRICAL ENERGY, Sept. 2, 1897, U.S. Patent No. 645.576, Mar. 20, 1900.

31. Dapat kong sabihin dito na noong nag-file ako ng mga aplikasyon noong Setyembre 2, 1897, para sa paghahatid ng enerhiya kung saan isiniwalat ang pamamaraang ito, malinaw na sa akin na hindi ko kailangang magkaroon ng mga terminal sa ganoong kataas na elevation, ngunit ako never have, above my signature, anything announced na hindi ko muna napatunayan. Iyan ang dahilan kung bakit walang naging salungat sa aking pahayag, at sa palagay ko ay hindi ito mangyayari, dahil sa tuwing maglalathala ako ng isang bagay ay dinadaanan ko muna ito sa pamamagitan ng eksperimento, pagkatapos ay mula sa eksperimento ay kinakalkula ko, at kapag nagkaroon ako ng teorya at pagsasanay na magkatagpo. Inaanunsyo ko ang mga resulta.

    Sa oras na iyon ay lubos akong nakatitiyak na makakapagtayo ako ng isang komersyal na planta, kung wala akong ibang magagawa kundi ang ginawa ko sa aking laboratoryo sa Houston Street; ngunit nakalkula ko na at nalaman ko na hindi ko kailangan ng malalaking taas upang mailapat ang pamamaraang ito. Sinasabi ng aking patent na sinisira ko ang kapaligiran "sa o malapit" sa terminal. Kung ang aking conducting atmosphere ay 2 o 3 milya sa itaas ng planta, itinuturing kong malapit ito sa terminal kumpara sa layo ng aking receiving terminal, na maaaring nasa buong Pacific. Iyon ay simpleng expression. . . .

32. Nikola Tesla Sa Kanyang Trabaho Sa Alternating Currents at Ang Kanilang Aplikasyon sa Wireless Telegraphy, Telephony at Transmission ng Power

Ayon sa kasaysayan, ang rebolusyonaryong teknolohikal na proyekto ay nagyelo dahil sa kakulangan ni Tesla ng tamang mapagkukunang pinansyal (ang problemang ito ay nagmumulto sa siyentipiko halos sa lahat ng oras na siya ay nagtatrabaho sa Amerika). Sa pangkalahatan, ang pangunahing presyon sa kanya ay nagmula sa isa pang imbentor - si Thomas Edison at ang kanyang mga kumpanya, na nag-promote ng teknolohiya ng DC, habang si Tesla ay nakikibahagi sa alternating current (ang tinatawag na "Kasalukuyang Digmaan"). Inilagay ng kasaysayan ang lahat sa lugar nito: ngayon ang alternating current ay ginagamit halos lahat ng dako sa mga network ng kapangyarihan sa lunsod, kahit na ang mga dayandang ng nakaraan ay umabot sa ating mga araw (halimbawa, isa sa mga nakasaad na dahilan para sa mga pagkasira ng mga kilalang Hyundai na tren ay ang paggamit ng direktang kasalukuyang mga linya ng kuryente sa ilang mga seksyon ng Ukrainian railway).

Wardenclyffe Tower, kung saan isinagawa ni Nikola Tesla ang kanyang mga eksperimento sa kuryente (larawan mula sa 1094)

Tulad ng para sa Wardenclyffe tower, ayon sa alamat, ipinakita ni Tesla sa isa sa mga pangunahing mamumuhunan, si J.P. Morgan, isang shareholder sa unang Niagara hydroelectric power plant sa mundo at mga plantang tanso (ang tanso ay kilala na ginagamit sa mga wire), isang gumaganang pag-install para sa wireless na pagpapadala ng kuryente, ang gastos sa mga mamimili kung saan ay (kumita ng mga naturang installation sa isang industriyal scale) isang order ng magnitude na mas mura para sa mga mamimili, pagkatapos nito ay pinigilan niya ang financing ng proyekto. Anuman ito, sinimulan nilang seryosong pag-usapan ang tungkol sa wireless transmission ng kuryente makalipas lamang ang 90 taon, noong 2007. At habang malayo pa ang mararating bago tuluyang mawala ang mga linya ng kuryente sa urban landscape, available na ang mga magagandang bagay tulad ng wireless charging ng isang mobile device.

Ang pag-unlad ay gumapang nang hindi napapansin

Kung titingnan natin ang mga archive ng mga balita sa IT nang hindi bababa sa dalawang taon na ang nakalilipas, kung gayon sa mga naturang koleksyon ay makikita lamang natin ang mga bihirang ulat na ang ilang mga kumpanya ay gumagawa ng mga wireless charger, at hindi isang salita tungkol sa mga natapos na produkto at solusyon (maliban sa mga pangunahing prinsipyo at pangkalahatang mga scheme). Ngayon, ang wireless charging ay hindi na isang bagay na sobrang orihinal o haka-haka. Ang mga naturang device ay ibinebenta nang may lakas at pangunahing (halimbawa, ipinakita ng LG ang mga charger nito sa MWC 2013), nasubok para sa mga de-kuryenteng sasakyan (Ginagawa ito ng Qualcomm), at ginagamit pa nga sa mga pampublikong lugar (halimbawa, sa ilang istasyon ng tren sa Europa). Bukod dito, mayroon nang ilang mga pamantayan para sa naturang paghahatid ng kuryente at ilang mga alyansa na nagtataguyod at nagpapaunlad ng mga ito.

Ang mga katulad na coil ay responsable para sa wireless charging ng mga mobile device, ang isa ay nasa telepono, at ang isa ay nasa charger mismo.

Ang pinakakilalang ganoong pamantayan ay ang pamantayang Qi na binuo ng Wireless Power Consortium, na kinabibilangan ng mga kilalang kumpanya tulad ng HTC, Huawei, LG Electronics, Motorola Mobility, Nokia, Samsung, Sony, at humigit-kumulang isang daang iba pang organisasyon. Ang consortium na ito ay inayos noong 2008 na may layuning lumikha ng isang unibersal na charger para sa mga device ng iba't ibang mga tagagawa at tatak. Sa gawain nito, ginagamit ng pamantayan ang prinsipyo ng magnetic induction, kapag ang base station ay binubuo ng isang induction coil na lumilikha ng electromagnetic field kapag ang AC ay ibinibigay mula sa network. Sa device na sinisingil, mayroong isang katulad na coil na tumutugon sa field na ito at magagawang i-convert ang enerhiya na natanggap sa pamamagitan nito sa direktang kasalukuyang, na ginagamit upang singilin ang baterya (maaari kang matuto nang higit pa tungkol sa prinsipyo ng operasyon sa consortium website http://www.wirelesspowerconsortium.com/what -we-do/how-it-works/). Bilang karagdagan, sinusuportahan ng Qi ang isang 2Kb/s na protocol ng komunikasyon sa pagitan ng mga charger at device na sisingilin, na ginagamit upang ipaalam ang kinakailangang halaga ng singil at ang kinakailangang operasyon.

Ang wireless charging ayon sa pamantayan ng Qi ay kasalukuyang sinusuportahan ng maraming smartphone, at ang mga charger ay pangkalahatan para sa lahat ng device na sumusuporta sa pamantayang ito.

Ang Qi ay mayroon ding seryosong katunggali - ang Power Matters Alliance, na kinabibilangan ng AT&T, Duracell, Starbucks, PowerKiss at Powermat Technologies. Ang mga pangalang ito ay hindi nangunguna sa mundo ng teknolohiya ng impormasyon (lalo na ang kadena ng kape ng Starbucks, na nasa isang alyansa dahil sa katotohanang ipakikilala nito ang teknolohiyang ito sa lahat ng dako sa mga establisyimento nito) - partikular silang nagdadalubhasa sa mga isyu sa enerhiya. Ang alyansang ito ay nabuo hindi pa katagal, noong Marso 2012, sa loob ng balangkas ng isa sa mga programa ng IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Ang pamantayan ng PMA na isinusulong nila ay gumagana sa prinsipyo ng mutual induction - isang partikular na halimbawa ng electromagnetic induction (na hindi dapat malito sa magnetic induction na ginagamit ng Qi), kapag ang isang pagbabago sa kasalukuyang sa isa sa mga conductor o isang pagbabago sa Ang kamag-anak na posisyon ng mga konduktor ay nagbabago ng magnetic flux sa pamamagitan ng circuit ng pangalawa, na nilikha ng magnetic field na nabuo ng kasalukuyang sa unang konduktor, na nagiging sanhi ng paglitaw ng isang electromotive na puwersa sa pangalawang konduktor at (kung ang pangalawang konduktor ay sarado) isang kasalukuyang induction. Tulad ng sa kaso ng Qi, ang kasalukuyang ito ay iko-convert sa direktang kasalukuyang at ipinapasok sa baterya.

Kaya, huwag kalimutan ang tungkol sa Alliance para sa Wireless Power, na kinabibilangan ng Samsung, Qualcomm, Ever Win Industries, Gill Industries, Peiker Acustic, SK Telecom, SanDisk, atbp. Ang organisasyong ito ay hindi pa nagpapakita ng mga handa na solusyon, ngunit kabilang sa mga layunin nito , kabilang ang pagbuo ng mga charger na gagana sa mga non-metal na ibabaw at hindi gagamit ng mga coil.

Isa sa mga layunin ng Alliance for Wireless Power ay ang kakayahang mag-charge nang hindi nakatali sa isang partikular na lugar at uri ng ibabaw.

Mula sa lahat ng nasa itaas, makakagawa tayo ng isang simpleng konklusyon: sa isang taon o dalawa, ang karamihan sa mga modernong device ay makakapag-recharge nang hindi gumagamit ng mga tradisyonal na charger. Pansamantala, ang kapangyarihan ng wireless charging ay sapat na pangunahin para sa mga smartphone, gayunpaman, ang mga naturang device ay lalabas din sa lalong madaling panahon para sa mga tablet at laptop (kamakailan lamang ay na-patent ng Apple ang wireless charging para sa iPad). Nangangahulugan ito na ang problema sa pagdiskarga ng mga aparato ay malulutas nang halos ganap - ilagay o ilagay ang aparato sa isang tiyak na lugar, at kahit na sa panahon ng operasyon ay nag-charge ito (o, depende sa kapangyarihan, naglalabas ng mas mabagal). Sa paglipas ng panahon, walang alinlangan na ang kanilang saklaw ay lalawak (ngayon ay kailangan mong gumamit ng isang espesyal na banig o stand kung saan nakahiga ang aparato, o dapat itong napakalapit), at mai-install sila sa lahat ng dako sa mga kotse, tren at kahit na, malamang, mga eroplano.

Well, at isa pang konklusyon - malamang, hindi posible na maiwasan ang isa pang digmaan ng mga format sa pagitan ng iba't ibang mga pamantayan at alyansa na nagtataguyod sa kanila.

Aalisin ba natin ang mga wire?

Ang wireless charging ng mga device ay isang magandang bagay, siyempre. Ngunit ang kapangyarihang nagmumula rito ay sapat lamang para sa mga nakasaad na layunin. Sa tulong ng mga teknolohiyang ito, hindi pa posible na mag-ilaw ng bahay, hindi pa banggitin ang pagpapatakbo ng malalaking kasangkapan sa bahay. Gayunpaman, ang mga eksperimento sa high-power wireless transmission ng kuryente ay isinasagawa at ang mga ito ay nakabatay, bukod sa iba pang mga bagay, sa mga materyales ng Tesla. Ang siyentipiko mismo ay iminungkahi na mag-install sa buong mundo (dito, malamang, ang mga binuo na bansa sa oras na iyon ay sinadya, na mas maliit kaysa ngayon) higit sa 30 pagtanggap at pagpapadala ng mga istasyon na pagsamahin ang paghahatid ng enerhiya sa pagsasahimpapawid at direksyon ng wireless na komunikasyon, na kung saan ay magbibigay-daan sa pag-alis ng maraming high-voltage transmission lines at i-promote ang interconnection ng mga electric generating facility sa isang pandaigdigang saklaw.

Ngayon ay may ilang mga pamamaraan para sa paglutas ng problema ng wireless power transmission, gayunpaman, lahat ng mga ito sa ngayon ay nagbibigay-daan sa pagkamit ng mga hindi gaanong kabuluhang resulta sa buong mundo; Hindi man lang mga kilometro. Ang mga pamamaraan tulad ng ultrasonic, laser at electromagnetic transmission ay may makabuluhang mga limitasyon (maikling distansya, ang pangangailangan para sa direktang visibility ng mga transmitters, ang kanilang laki, at sa kaso ng electromagnetic waves, napakababang kahusayan at pinsala sa kalusugan mula sa isang malakas na larangan). Samakatuwid, ang pinaka-maaasahan na mga pag-unlad ay nauugnay sa paggamit ng isang magnetic field, o sa halip, matunog na magnetic na pakikipag-ugnayan. Ang isa sa mga ito ay ang WiTricity, na binuo ng korporasyon ng WiTricity, na itinatag ng propesor ng MIT na si Marin Solyachich at ng ilan sa kanyang mga kasamahan.

Kaya, noong 2007, pinamamahalaang nilang magpadala ng isang kasalukuyang 60 W sa layo na 2 m. Ito ay sapat na upang sindihan ang isang ilaw na bombilya, at ang kahusayan ay 40%. Ngunit ang hindi mapag-aalinlanganang bentahe ng teknolohiyang ginamit ay halos hindi ito nakikipag-ugnayan sa mga nabubuhay na nilalang (ang lakas ng larangan, ayon sa mga may-akda, ay 10 libong beses na mas mahina kaysa sa kung ano ang naghahari sa core ng magnetic resonance tomograph), o sa mga kagamitang medikal. ( mga pacemaker, atbp.), o sa iba pang radiation, na nangangahulugang hindi ito makagambala, halimbawa, sa pagpapatakbo ng parehong Wi-Fi.

Ang pinaka-kawili-wili, ang kahusayan ng sistema ng WiTricity ay apektado hindi lamang ng laki, geometry at setting ng mga coils, pati na rin ang distansya sa pagitan ng mga ito, kundi pati na rin ng bilang ng mga mamimili, at sa positibong paraan. Dalawang receiving device, na inilagay sa layo na 1.6 hanggang 2.7 m sa magkabilang panig ng "antenna" na nagpapadala, ay nagpakita ng 10% na mas mahusay na kahusayan kaysa sa magkahiwalay - nalulutas nito ang problema ng pagkonekta ng maraming mga aparato sa isang mapagkukunan ng kuryente.

Sa katunayan, noong 1970s, teknikal niyang natanto ang mga pangarap ng NATO at ng Estados Unidos ng patuloy na mga air patrol ng Iraq (Libya, Syria, atbp.) na may mga drone na may mga camera, pangangaso (o pag-aayos) ng "mga terorista" on-line 24 na oras. .

Noong 1968, iminungkahi ng American space research specialist na si Peter E. Glaser ang paglalagay ng malalaking solar panel sa geostationary orbit, at i-transmit ang enerhiya na nabubuo nila (5-10 GW level) sa ibabaw ng Earth na may mahusay na nakatutok na sinag ng microwave radiation , pagkatapos ay i-convert ito sa enerhiya ng direkta o alternating kasalukuyang ng teknikal na dalas at ipamahagi ito sa mga mamimili.

Ang gayong pamamaraan ay naging posible na gamitin ang matinding flux ng solar radiation na umiiral sa geostationary orbit (~ 1.4 kW/sq.m.) at patuloy na ipadala ang natanggap na enerhiya sa ibabaw ng Earth, anuman ang oras ng araw at kondisyon ng panahon. . Dahil sa natural na pagkahilig ng equatorial plane sa ecliptic plane na may anggulo na 23.5 degrees, ang isang satellite na matatagpuan sa isang geostationary orbit ay pinaiilaw ng isang flux ng solar radiation na halos tuloy-tuloy, maliban sa mga maikling panahon malapit sa mga araw ng tagsibol. at taglagas equinox, kapag ang satellite na ito ay bumagsak sa anino ng Earth. Ang mga yugto ng panahon na ito ay maaaring tumpak na mahulaan, at sa kabuuan ay hindi sila lalampas sa 1% ng kabuuang haba ng taon.

Ang dalas ng mga electromagnetic oscillations ng microwave beam ay dapat na tumutugma sa mga saklaw na inilaan para sa paggamit sa industriya, siyentipikong pananaliksik at gamot. Kung pipiliin ang dalas na ito na maging 2.45 GHz, kung gayon ang mga kondisyon ng meteorolohiko, kabilang ang makapal na ulap at malakas na pag-ulan, ay may kaunting epekto sa kahusayan ng paghahatid ng kuryente. Ang 5.8 GHz band ay nakatutukso dahil pinapayagan ka nitong bawasan ang laki ng mga transmitting at receiving antenna. Gayunpaman, ang impluwensya ng meteorolohiko kondisyon dito ay nangangailangan na ng karagdagang pag-aaral.

Ang kasalukuyang antas ng pag-unlad ng microwave electronics ay nagpapahintulot sa amin na magsalita ng isang medyo mataas na kahusayan ng paglipat ng enerhiya sa pamamagitan ng isang microwave beam mula sa isang geostationary orbit patungo sa ibabaw ng Earth - mga 70% ÷ 75%. Sa kasong ito, karaniwang pinipili ang diameter ng transmitting antenna na 1 km, at ang ground-based na rectenna ay may mga sukat na 10 km x 13 km para sa latitude na 35 degrees. Ang SCES na may output power level na 5 GW ay may radiated power density sa gitna ng transmitting antenna na 23 kW/m², sa gitna ng receiving antenna - 230 W/m².

Ang iba't ibang uri ng solid-state at vacuum microwave generators para sa SCES transmitting antenna ay inimbestigahan. Ipinakita ni William Brown, sa partikular, na ang mga magnetron, na mahusay na pinagkadalubhasaan ng industriya, na idinisenyo para sa mga microwave oven, ay maaari ding gamitin sa pagpapadala ng mga antenna arrays ng SCES, kung ang bawat isa sa kanila ay binibigyan ng sarili nitong negatibong feedback circuit sa yugto na may paggalang. sa isang panlabas na synchronizing signal (tinatawag na Magnetron Directional Amplifier - MDA).

Ang pinakaaktibo at sistematikong pananaliksik sa larangan ng SCES ay isinagawa ng Japan. Noong 1981, sa ilalim ng patnubay ng mga propesor na sina M. Nagatomo (Makoto Nagatomo) at S. Sasaki (Susumu Sasaki), sinimulan ang pananaliksik sa Space Research Institute ng Japan upang bumuo ng isang prototype na SCES na may antas ng kapangyarihan na 10 MW, na maaaring nilikha gamit ang mga umiiral na sasakyang panglunsad. Ang paglikha ng naturang prototype ay nagbibigay-daan sa isa na makaipon ng teknolohikal na karanasan at ihanda ang batayan para sa pagbuo ng mga komersyal na sistema.

Ang proyekto ay pinangalanang SKES2000 (SPS2000) at nakatanggap ng pagkilala sa maraming bansa sa mundo.

Noong 2008, si Marin Soljačić, assistant professor of physics sa Massachusetts Institute of Technology (MIT), ay nagising mula sa isang matamis na pagtulog sa pamamagitan ng patuloy na beep ng isang mobile phone. "Hindi titigil ang telepono, hinihiling na ilagay ko ito sa charge," sabi ni Soljacic. Pagod at ayaw bumangon, nagsimula siyang mangarap na ang telepono, kapag nasa bahay, ay magsisimulang mag-charge nang mag-isa.

Noong 2012-2015 Ang mga inhinyero ng University of Washington ay nakabuo ng teknolohiya na nagbibigay-daan sa Wi-Fi na magamit bilang isang pinagmumulan ng enerhiya upang mapagana ang mga portable na device at mag-charge ng mga gadget. Ang teknolohiya ay nakilala na ng Popular Science magazine bilang isa sa mga pinakamahusay na inobasyon ng 2015. Ang ubiquity ng wireless data transmission technology mismo ay gumawa ng isang tunay na rebolusyon. At ngayon ang turn ng wireless power transmission sa hangin, na tinawag ng mga developer mula sa University of Washington (mula sa Power Over WiFi).

Sa yugto ng pagsubok, matagumpay na na-charge ng mga mananaliksik ang mababang kapasidad na lithium-ion at nickel-metal hydride na mga baterya. Gamit ang Asus RT-AC68U router at ilang mga sensor na matatagpuan sa layo na 8.5 metro mula dito. Ang mga sensor na ito ay nagko-convert lamang ng enerhiya ng isang electromagnetic wave sa isang direktang kasalukuyang na may boltahe na 1.8 hanggang 2.4 volts, na kinakailangan upang mapagana ang mga microcontroller at sensor system. Ang kakaiba ng teknolohiya ay ang kalidad ng gumaganang signal ay hindi lumala. Ito ay sapat lamang upang i-reflash ang router, at maaari mo itong gamitin gaya ng dati, kasama ang supply ng kapangyarihan sa mga aparatong mababa ang kapangyarihan. Isang demonstrasyon ang matagumpay na nagpagana ng isang maliit, mababang resolution na tago na surveillance camera na matatagpuan higit sa 5 metro ang layo mula sa isang router. Pagkatapos ay sinisingil ang Jawbone Up24 fitness tracker sa 41%, tumagal ito ng 2.5 oras.

Sa mga nakakalito na katanungan tungkol sa kung bakit ang mga prosesong ito ay hindi negatibong nakakaapekto sa kalidad ng channel ng komunikasyon sa network, ang mga developer ay sumagot na ito ay nagiging posible dahil sa ang katunayan na ang isang flashed na router ay nagpapadala ng mga packet ng enerhiya sa panahon ng trabaho nito sa mga walang tao na mga channel ng paglilipat ng impormasyon. Nakarating sila sa desisyong ito nang matuklasan nila na sa mga panahon ng katahimikan, ang enerhiya ay dumadaloy lamang palabas ng system, at sa katunayan maaari itong idirekta sa mga aparatong may mababang kapangyarihan.

Sa panahon ng pag-aaral, ang sistema ng PoWiFi ay inilagay sa anim na bahay, at ang mga residente ay inanyayahan na gumamit ng Internet gaya ng dati. Mag-load ng mga web page, manood ng streaming na video, at pagkatapos ay sabihin sa kanila kung ano ang nagbago. Bilang resulta, lumabas na ang pagganap ng network ay hindi nagbago sa anumang paraan. Iyon ay, ang Internet ay gumana tulad ng dati, at ang pagkakaroon ng karagdagang opsyon ay hindi napansin. At ito ang mga unang pagsubok lamang, kapag medyo maliit na halaga ng enerhiya ang nakolekta sa Wi-Fi.

Sa hinaharap, ang teknolohiya ng PoWiFi ay maaaring magsilbi sa mga power sensor na nakapaloob sa mga kagamitan sa sambahayan at kagamitang pangmilitar upang makontrol ang mga ito nang wireless at maisagawa ang malayuang pag-charge / pag-recharge.

Ang kaugnay ay ang paglipat ng enerhiya para sa mga UAV (malamang, sa pamamagitan na ng teknolohiya o mula sa isang sasakyang panghimpapawid ng carrier):

Ang ideya ay mukhang medyo kaakit-akit. Sa halip na 20-30 minutong oras ng flight ngayon:
→
→

→ Pinatakbo ng Intel ang drone show sa panahon ng halftime performance ni Lady Gaga sa US Super Bowl-
makakuha ng 40-80 minuto sa pamamagitan ng wireless na pagcha-charge ng mga drone.

Hayaan mo akong magpaliwanag:
-kailangan pa rin ang palitan ng m / y drone (swarm algorithm);
- ang palitan ng m / y drone at sasakyang panghimpapawid (sinapupunan) ay kinakailangan din (control center, pagwawasto ng base ng kaalaman, retargeting, utos na alisin, pinipigilan ang "friendly fire", paglilipat ng impormasyon ng katalinuhan at mga utos na gagamitin).

Sino ang susunod sa linya?

Tandaan: Ang isang karaniwang WiMAX base station ay nagliliwanag sa humigit-kumulang +43 dBm (20 W), habang ang isang mobile station ay karaniwang nagpapadala sa +23 dBm (200 mW).

Ang mga pinahihintulutang antas ng radiation mula sa mga mobile base station (900 at 1800 MHz, ang kabuuang antas mula sa lahat ng pinagmumulan) sa sanitary-residential zone sa ilang bansa ay kapansin-pansing naiiba:
Ukraine: 2.5 µW/cm². (ang pinaka mahigpit na sanitary standard sa Europe)
Russia, Hungary: 10 µW/cm².
Moscow: 2.0 µW/cm². (ang pamantayan ay umiral hanggang sa katapusan ng 2009)
USA, Scandinavian na mga bansa: 100 µW/cm².

Ang pansamantalang pinapayagang antas (TDU) mula sa mga mobile radiotelephone (MRT) para sa mga gumagamit ng mga radiotelephone sa Russian Federation ay tinukoy bilang 10 μW / cm² (Seksyon IV - Mga kinakailangan sa kalinisan para sa mga mobile land radio station SanPiN 2.1.8 / 2.2.4.1190-03) .

Sa USA, ang Sertipiko ay ibinibigay ng Federal Communications Commission (FCC) para sa mga cellular device na ang maximum na antas ng SAR ay hindi lalampas sa 1.6 W/kg (at higit pa rito, ang absorbed radiation power ay nababawasan sa 1 gramo ng human tissue).

Sa Europa, ayon sa internasyonal na direktiba ng Commission on Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP), ang halaga ng SAR ng isang mobile phone ay hindi dapat lumagpas sa 2 W / kg (na may absorbed radiation power na ibinigay sa 10 gramo ng tissue ng tao).

Kamakailan lamang, sa UK, ang antas na 10 W/kg ay itinuturing na isang ligtas na antas ng SAR. Ang isang katulad na pattern ay naobserbahan din sa ibang mga bansa. Ang pinakamataas na halaga ng SAR na tinatanggap sa pamantayan (1.6 W/kg) ay hindi maaaring ligtas na maiugnay sa "matigas" o "malambot" na mga pamantayan. Ang mga pamantayan para sa pagtukoy ng halaga ng SAR na pinagtibay pareho sa USA at sa Europa (lahat ng regulasyon ng microwave radiation mula sa mga cell phone na pinag-uusapan ay batay lamang sa thermal effect, iyon ay, nauugnay sa pag-init ng mga tisyu ng tao).

KUMPLETO ANG GULO.

Ang gamot ay hindi pa nagbibigay ng malinaw na sagot sa tanong: nakakapinsala ba ang mobile / WiFi at magkano? At ano ang tungkol sa wireless transmission ng kuryente sa pamamagitan ng teknolohiya ng microwave?

Narito ang kapangyarihan ay hindi watts at milya ng watts, ngunit kW na ...

Mga link, ginamit na dokumento, larawan at video:
"(JOURNAL OF RADIOELECTRONICS!" N 12, 2007 (ELECTRIC POWER MULA SA SPACE - SOLAR SPACE POWER PLANTS, V. A. Banke)
"Microwave electronics - mga prospect sa space energy" V. Banke, Ph.D.
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

Ito ay isang simpleng circuit na maaaring magpagana ng isang bumbilya nang walang anumang mga wire, sa layo na halos 2.5 cm! Ang circuit na ito ay gumaganap bilang parehong boost converter at isang wireless power transmitter at receiver. Napakadaling gawin at, kung maperpekto, maaaring gamitin sa iba't ibang paraan. Kaya simulan na natin!

Hakbang 1. Mga kinakailangang materyales at kasangkapan.

1. NPN transistor. Gumamit ako ng 2N3904 ngunit maaari kang gumamit ng anumang NPN transistor tulad ng BC337, BC547 atbp. (Anumang PNP transistor ay gagana, mag-ingat lamang sa polarity ng mga koneksyon.)
2. Paikot-ikot o insulated wire. Ang mga 3-4 metro ng kawad ay dapat sapat (mga paikot-ikot na mga wire, mga tansong wire lamang na may napakanipis na pagkakabukod ng enamel). Ang mga wire mula sa karamihan ng mga electronic device ay gagana, tulad ng mga transformer, speaker, motor, relay, atbp.
3. Resistor na may pagtutol na 1 kOhm. Ang risistor na ito ay gagamitin upang protektahan ang transistor mula sa pagkasunog sa kaso ng overload o overheating. Maaari kang gumamit ng mas mataas na mga halaga ng paglaban hanggang sa 4-5 kΩ. Posibleng huwag gumamit ng risistor, ngunit may panganib na mas mabilis na maubos ang baterya.
4. Light-emitting diode. Gumamit ako ng 2mm ultra bright white LED. Maaari mong gamitin ang anumang LED. Sa katunayan, ang layunin ng LED dito ay upang ipakita lamang ang kalusugan ng circuit.
5. Laki ng baterya ng AA, 1.5 volts. (Huwag gumamit ng mataas na boltahe na baterya maliban kung gusto mong masira ang transistor.)

Mga kinakailangang tool:

1) Gunting o kutsilyo.

2) Paghihinang na bakal (Opsyonal). Kung wala kang panghinang, maaari mo lamang i-twist ang mga wire. Ginawa ko ito noong wala akong panghinang. Kung gusto mong subukan ang circuit nang walang paghihinang, malugod kang tinatanggap.

3) Lighter (Opsyonal). Gagamit kami ng lighter para sunugin ang pagkakabukod sa wire at pagkatapos ay gagamit kami ng gunting o kutsilyo para matanggal ang natitirang pagkakabukod.

Hakbang 2: Panoorin ang video upang makita kung paano.

Hakbang 3: Maikling pag-uulit ng lahat ng hakbang.

Kaya, una sa lahat kailangan mong kunin ang mga wire, at gumawa ng isang likid sa pamamagitan ng paikot-ikot na 30 pagliko sa paligid ng isang bilog na cylindrical na bagay. Tawagan natin itong coil A. Gamit ang parehong bilog na bagay, simulan ang paggawa ng pangalawang coil. Pagkatapos ng paikot-ikot sa ika-15 na pagliko, lumikha ng isang sangay sa anyo ng isang loop mula sa wire at pagkatapos ay i-wind ang isa pang 15 na pagliko sa coil. Kaya ngayon mayroon kang isang coil na may dalawang dulo at isang sangay. Tawagan natin itong coil na B. Magtali ng mga buhol sa mga dulo ng mga wire upang hindi sila kumalas sa kanilang sarili. Sunugin ang pagkakabukod sa mga dulo ng mga wire at sa sangay sa parehong mga coils. Maaari ka ring gumamit ng gunting o kutsilyo upang alisin ang pagkakabukod. Siguraduhin na ang mga diameter at bilang ng mga pagliko ng parehong mga coils ay pantay!

Buuin ang Transmitter: Kunin ang transistor at ilagay ito na ang patag na bahagi ay nakaharap at nakaharap sa iyo. Ang pin sa kaliwa ay konektado sa emitter, ang gitnang pin ang magiging base pin, at ang pin sa kanan ay konektado sa kolektor. Kumuha ng risistor at ikonekta ang isa sa mga dulo nito sa base terminal ng transistor. Kunin ang kabilang dulo ng risistor at ikonekta ito sa isang dulo (hindi ang gripo) ng Coil B. Kunin ang kabilang dulo ng Coil B at ikonekta ito sa kolektor ng transistor. Kung gusto mo, maaari mong ikonekta ang isang maliit na piraso ng wire sa emitter ng transistor (Ito ay gagana bilang extension ng Emitter.)

I-set up ang receiver. Para gumawa ng receiver, kunin ang Coil A at ikabit ang mga dulo nito sa iba't ibang pin sa iyong LED.

Nakuha mo na ang blueprint!

Hakbang 4: Schematic diagram.

Dito makikita natin ang schematic diagram ng ating koneksyon. Kung hindi mo alam ang ilang mga simbolo sa diagram, huwag mag-alala. Ang mga sumusunod na larawan ay nagpapakita ng lahat.

Hakbang 5. Pagguhit ng mga koneksyon sa circuit.

Dito nakikita namin ang isang paliwanag na pagguhit ng mga koneksyon ng aming circuit.

Hakbang 6. Gamit ang scheme.

Kumuha lamang ng isang sangay ng Coil B at ikonekta ito sa positibong dulo ng baterya. Ikonekta ang negatibong poste ng baterya sa emitter ng transistor. Ngayon kung ilapit mo ang LED coil sa coil B, iilaw ang LED!

Hakbang 7. Paano ito ipinaliwanag sa siyensya?

(Susubukan ko lang na ipaliwanag ang agham ng hindi pangkaraniwang bagay na ito sa mga simpleng salita at pagkakatulad, at alam kong maaari akong magkamali. Upang maipaliwanag nang maayos ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, kailangan kong pumunta sa lahat ng mga detalye, na hindi ko magagawa. gawin, kaya gusto ko lang i-generalize ang mga pagkakatulad upang ipaliwanag ang scheme).

Ang circuit ng transmitter na nilikha namin ay ang Oscillator circuit. Maaaring narinig mo na ang tinatawag na Joule Thief circuit, at ito ay may kapansin-pansing pagkakahawig sa circuit na ginawa namin. Ang Joule Thief circuit ay kumukuha ng kapangyarihan mula sa isang 1.5 volt na baterya, naglalabas ng kapangyarihan sa mas mataas na boltahe, ngunit may libu-libong pagitan sa pagitan ng mga ito. Ang LED ay nangangailangan lamang ng 3 volts upang lumiwanag, ngunit sa circuit na ito maaari itong lumiwanag sa isang 1.5 volt na baterya. Kaya ang Joule Thief circuit ay kilala bilang isang boltahe boost converter at din bilang isang emitter. Ang circuit na ginawa namin ay isa ring emitter at boltahe boost converter. Ngunit ang tanong ay maaaring lumitaw: "Paano mag-ilaw ng LED mula sa malayo?" Ito ay dahil sa induction. Upang gawin ito, maaari mong, halimbawa, gumamit ng isang transpormer. Ang isang karaniwang transpormer ay may isang core sa magkabilang panig. Ipagpalagay na ang kawad sa bawat panig ng transpormer ay pantay sa laki. Kapag ang isang electric current ay dumaan sa isang coil, ang transformer coils ay nagiging electromagnets. Kung ang isang alternating current ay dumadaloy sa coil, kung gayon ang mga pagbabago sa boltahe ay nangyayari kasama ang isang sinusoid. Samakatuwid, kapag ang isang alternating current ay dumadaloy sa coil, ang wire ay tumatagal sa mga katangian ng isang electromagnet, at pagkatapos ay nawawala muli ang electromagnetism kapag bumaba ang boltahe. Ang coil ng wire ay nagiging electromagnet at pagkatapos ay nawawala ang mga electromagnetic na katangian nito sa parehong bilis ng pag-alis ng magnet mula sa pangalawang coil. Kapag ang magnet ay mabilis na gumagalaw sa pamamagitan ng coil ng wire, ang kuryente ay nabuo, kaya ang oscillating boltahe ng isang coil sa transpormer ay nag-uudyok ng kuryente sa kabilang coil ng wire, at ang kuryente ay inililipat mula sa isang coil patungo sa isa pa nang walang mga wire. Sa aming circuit, ang core ng coil ay hangin, at isang AC boltahe ang dumadaan sa unang coil, kaya nagiging sanhi ng boltahe sa pangalawang coil at pag-iilaw ng mga bombilya!!

Hakbang 8. Mga benepisyo at mga tip para sa pagpapabuti.

Kaya sa aming circuit, ginamit lang namin ang isang LED upang ipakita ang epekto ng circuit. Ngunit marami pa tayong magagawa! Nakukuha ng receiver circuit ang kuryente nito mula sa AC, para magamit namin ito para sindihan ang mga fluorescent na ilaw! Gayundin, sa aming pamamaraan, maaari kang gumawa ng mga kagiliw-giliw na magic trick, nakakatawang mga regalo, atbp. Upang mapakinabangan ang mga resulta, maaari kang mag-eksperimento sa diameter ng mga coils at ang bilang ng mga rebolusyon sa mga coils. Maaari mo ring subukan ang pagyupi ng mga coils at tingnan kung ano ang mangyayari! Ang mga posibilidad ay walang hanggan!!

Hakbang 9. Mga dahilan kung bakit maaaring hindi gumana ang scheme.

Anong mga problema ang maaari mong makaharap at kung paano mo maaayos ang mga ito:

1. Masyadong mainit ang transistor!

Solusyon: Ginamit mo ba ang tamang laki ng risistor? Hindi ko ginamit ang risistor sa unang pagkakataon at nagsimulang manigarilyo ang transistor. Kung hindi iyon makakatulong, subukang gumamit ng heat shrink o gumamit ng mas mataas na grade transistor.

1. Naka-off ang LED!

Solusyon: Maaaring maraming dahilan. Una, suriin ang lahat ng koneksyon. Hindi ko sinasadyang napalitan ang base at kolektor sa aking koneksyon at ito ay naging isang malaking problema para sa akin. Kaya, suriin muna ang lahat ng koneksyon. Kung mayroon kang device gaya ng multimeter, magagamit mo ito para suriin ang lahat ng koneksyon. Tiyakin din na ang parehong mga coils ay parehong diameter. Suriin kung mayroong short circuit sa iyong network.

Hindi ko alam ang anumang iba pang mga problema. Ngunit kung nakatagpo mo pa rin sila, ipaalam sa akin! Susubukan kong tumulong sa anumang paraan na magagawa ko. Gayundin, ako ay isang grade 9 na mag-aaral at ang aking kaalaman sa siyensya ay lubhang limitado, kaya kung may makita kang anumang mga pagkakamali sa akin, mangyaring ipaalam sa akin. Ang mga mungkahi para sa pagpapabuti ay higit na malugod. Good luck sa iyong proyekto!

Ang sangkatauhan ay nagsusumikap para sa isang kumpletong pagtanggi sa mga wire, dahil, ayon sa marami, nililimitahan nila ang mga posibilidad at hindi pinapayagan na ganap na malayang kumilos. At paano kung posible itong gawin sa kaso ng paghahatid ng kuryente? Maaari mong malaman ang sagot sa tanong na ito sa pagsusuri na ito, na nakatuon sa isang video sa paggawa ng isang gawang bahay na disenyo, na sa maliliit na sukat ay kumakatawan sa posibilidad ng pagpapadala ng kuryente nang walang direktang koneksyon ng mga wire.

Kakailanganin namin ang:
- tansong kawad na maliit ang lapad, 7 m ang haba;
- isang silindro na may diameter na 4 cm;
- baterya ng daliri;
- kahon ng baterya
- 10 oum risistor;
- transistor C2482;
- Light-emitting diode.

Kumuha kami ng wire na 4 metro ang haba at ibaluktot ito sa kalahati upang ang dalawang wire ay manatili sa isang dulo, at ang baluktot na bahagi ay nasa kabilang dulo.

Kumuha kami ng isang wire, ibaluktot ito sa anumang direksyon at simulan itong i-wind sa silindro.

Pagdating sa gitna, iniiwan din namin ang dobleng pag-post sa anumang direksyon at patuloy na umiikot hanggang sa mananatili ang isang maliit na piraso, na dapat ding iwan.

Ang resultang singsing na may tatlong dulo ay dapat alisin mula sa silindro at i-secure ng insulating tape.

Ngayon ay kinukuha namin ang pangalawang piraso ng mga kable na 3 m ang haba at i-wind ito sa karaniwang paraan. Iyon ay, sa kasong ito, kailangan nating makakuha ng hindi tatlong dulo, tulad ng sa kaso ng huling paikot-ikot, ngunit dalawa.

Ang nagresultang singsing ay muling naayos gamit ang electrical tape.

Ang mga dulo ng kawad ay dapat na malinis, dahil ito ay natatakpan ng isang proteksiyon na layer ng barnisan.

Upang gawing simple ang proseso ng pagpupulong na gawa sa bahay, ipinakita namin sa iyong pansin ang diagram ng koneksyon ng may-akda.

Ipinapakita ng diagram na ang coil na may tatlong output ay idinisenyo upang ikonekta ang power supply ng risistor at transistor, at sa pangalawang coil, na may dalawang dulo, kailangan mong ilakip ang LED.

Kaya, maaari kang makakuha ng isang ganap na kamangha-manghang at kawili-wiling gawang bahay na produkto, na, kung ninanais, ay maaaring ma-upgrade at gawing mas malakas sa pamamagitan ng pagdaragdag ng bilang ng mga pagliko at pag-eksperimento. Iginuhit din namin ang iyong pansin sa katotohanan na ang pag-iilaw ng LED na bombilya, na nagsisilbi rin bilang isang tester, ay nakasalalay sa gilid ng mga coil na dinadala sa isa't isa. Nangangahulugan ito na kung ang ilaw ay hindi lumiwanag sa unang pagtatanghal, dapat mong subukang ibalik ang coil at gawin itong muli.