• Indukcijski prijenos energije uradi sam. Uvod u bežični prijenos električne energije. Postoje i druge tehnologije koje vam omogućavaju prijenos električne energije bez žica. Najperspektivniji od njih su

    18.07.2023


    Čovječanstvo teži potpunom odbacivanju žica, jer, prema mnogima, one ograničavaju mogućnosti i ne dopuštaju potpuno slobodno djelovanje. A šta ako bi to bilo moguće učiniti u slučaju prijenosa energije? Odgovor na ovo pitanje možete saznati u ovoj recenziji, koja je posvećena videu o izradi domaćeg dizajna, koji u malim veličinama predstavlja mogućnost prijenosa električne energije bez direktnog povezivanja žica.

    trebat će nam:
    - bakrena žica malog prečnika, dužine 7 m;
    - cilindar prečnika 4 cm;
    - baterija za prste;
    - kutija za baterije
    - 10 ohm otpornik;
    - tranzistor C2482;
    - Dioda koja emituje svetlost.


    Uzimamo žicu dužine 4 metra i savijamo je na pola tako da dvije žice ostanu na jednom kraju, a savijeni dio na drugom kraju.


    Uzimamo jednu žicu, savijamo je u bilo kojem smjeru i počinjemo je namatati na cilindar.


    Došavši do sredine, također napuštamo dvostruku postavu u bilo kojem smjeru i nastavljamo navijati dok ne ostane mali komad, koji također treba ostaviti.


    Dobiveni prsten s tri kraja mora se ukloniti iz cilindra i pričvrstiti izolacijskom trakom.


    Sada uzimamo drugi komad ožičenja dužine 3 m i namotavamo ga na uobičajen način. To jest, u ovom slučaju moramo dobiti ne tri kraja, kao u slučaju posljednjeg namotaja, već dva.


    Dobiveni prsten je ponovo fiksiran električnom trakom.


    Krajevi žice moraju se očistiti, jer je prekrivena zaštitnim slojem laka.


    Da bismo pojednostavili postupak domaće montaže, predstavljamo vam dijagram povezivanja autora.


    Dijagram pokazuje da je zavojnica sa tri izlaza dizajnirana za povezivanje napajanja otpornika i tranzistora, a na drugu zavojnicu, koja ima dva kraja, potrebno je pričvrstiti LED.






    Na taj način možete dobiti potpuno spektakularan i zanimljiv domaći proizvod, koji se po želji može nadograditi i učiniti snažnijim dodavanjem broja okreta i eksperimentiranjem. Skrećemo vam pažnju i na činjenicu da osvjetljenje LED sijalice, koja služi i kao tester, zavisi od strane namotaja koji se dovode jedan do drugog. To znači da ako se lampica nije upalila tokom prve prezentacije, onda biste trebali pokušati okrenuti zavojnicu i ponoviti to.

    Kada je Apple predstavio svoj prvi bežični punjač za mobilne telefone i gadgete, mnogi su to smatrali revolucijom i velikim skokom naprijed u bežičnoj isporuci energije.

    Ali da li su oni bili pioniri ili je neko i pre njih uspeo da uradi nešto slično, ali bez odgovarajućeg marketinga i PR-a? Ispostavilo se da je bilo, štaviše, davno i bilo je mnogo takvih pronalazača.

    Tako je davne 1893. godine čuveni Nikola Tesla začuđenoj javnosti demonstrirao sjaj fluorescentnih lampi. Uprkos činjenici da su svi bili bez žica.

    Sada svaki učenik može ponoviti takav trik tako što će izaći na otvoreno polje i stati s fluorescentnom lampom ispod visokonaponskog voda od 220 kV i više.

    Nešto kasnije, Tesla je već uspeo da na isti bežični način upali fosfornu sijalicu sa žarnom niti.

    U Rusiji je 1895. godine A. Popov pokazao prvi radio-prijemnik na svijetu u radu. Ali uglavnom, ovo je i bežični prijenos energije.

    Najvažnije pitanje a ujedno i problem cijele tehnologije bežičnog punjenja i sličnih metoda leži u dvije točke:

    • koliko daleko se električna energija može prenositi na ovaj način
    • i koliko

    Za početak, hajde da shvatimo koliko energije imaju uređaji i kućanski aparati oko nas. Na primjer, telefon, pametni sat ili tablet zahtijevaju maksimalno 10-12 W.

    Laptop ima više zahteva - 60-80W. Ovo se može uporediti sa prosečnom sijalicom sa žarnom niti. Ali kućanski aparati, posebno kuhinjski, već troše nekoliko hiljada vati.

    Stoga je vrlo važno ne uštedjeti na broju utičnica u kuhinji.

    Dakle, koje su to metode i metode za prijenos električne energije bez upotrebe kablova ili bilo kojih drugih provodnika do kojih je čovječanstvo došlo godinama. I što je najvažnije, zašto još uvijek nisu uvedeni tako aktivno u naše živote koliko bismo željeli.

    Uzmite iste kuhinjske aparate. Hajde da razumemo detaljnije.

    Prijenos snage kroz zavojnice

    Najlakši način za implementaciju je korištenje induktora.

    Ovdje je princip vrlo jednostavan. Uzimaju se 2 namotaja i postavljaju blizu jedan drugom. Jedna od njih je ugostiteljstvo. Drugi igra ulogu primaoca.

    Kada se struja podesi ili promijeni u napajanju, automatski se mijenja i magnetni fluks na drugoj zavojnici. Kako kažu zakoni fizike, u ovom slučaju će nastati EMF i to će direktno ovisiti o brzini promjene ovog fluksa.

    Čini se da je sve jednostavno. Ali nedostaci kvare cijelu ružičastu sliku. tri minusa:

    • malo snage

    Na ovaj način nećete prenositi velike količine i nećete moći povezati moćne uređaje. A ako pokušate to učiniti, samo otopite sve namote.

    • kratka udaljenost

    Nemojte ni pomišljati da ovdje prenosite struju na desetine ili stotine metara. Ova metoda ima ograničen učinak.

    Da biste fizički shvatili koliko su stvari loše, uzmite dva magneta i shvatite koliko ih je potrebno razdvojiti kako bi se prestali međusobno privlačiti ili odbijati. To je otprilike ista efikasnost za zavojnice.

    Naravno, možete smisliti i osigurati da ova dva elementa uvijek budu blizu jedan drugom. Na primjer, električni automobil i posebna cesta za punjenje.

    Ali koliko će koštati izgradnja ovakvih autoputeva?

    • niska efikasnost

    Drugi problem je niska efikasnost. Ne prelazi 40%. Ispostavilo se da na ovaj način nećete moći prenijeti puno električne energije na velike udaljenosti.

    Isti N. Tesla je to istakao još 1899. godine. Kasnije je prešao na eksperimente s atmosferskim elektricitetom, nadajući se da će u njemu pronaći trag i rješenje problema.

    Međutim, koliko god sve ove stvari izgledale beskorisno, ipak se mogu koristiti za organiziranje prekrasnih svjetlosnih i muzičkih performansa.

    Ili napunite opremu mnogo veću od telefona. Na primjer, električni bicikli.

    Laserski prijenos energije

    Ali kako prenijeti više energije na veću udaljenost? Razmislite o filmovima u kojima vrlo često viđamo ovu tehnologiju.

    Prva stvar koja pada na pamet čak i školarcu su Ratovi zvijezda, laseri i svjetlosni mačevi.

    Naravno, uz njihovu pomoć možete prenijeti veliku količinu električne energije na vrlo pristojne udaljenosti. Ali opet, mali problem sve pokvari.

    Na našu sreću, ali na nesreću lasera, Zemlja ima atmosferu. I samo dobro prigušuje i pojede većinu cjelokupne energije laserskog zračenja. Stoga, s ovom tehnologijom, morate ići u svemir.

    Na Zemlji je također bilo pokušaja i eksperimenata da se testira učinak metode. NASA je čak bila domaćin takmičenja za laserski bežični prenos energije sa nagradnim fondom od nešto manje od milion dolara.

    Na kraju je pobijedio Laser Motive. Njihov pobjednički rezultat je 1km i 0,5kW prenesene kontinuirane snage. Istina, u procesu prijenosa, naučnici su izgubili 90% svoje izvorne energije.




    Ali ipak, čak i uz efikasnost od deset posto, rezultat se smatrao uspješnim.

    Podsjetimo da obična sijalica ima korisnu energiju koja ide direktno na svjetlo, pa čak i manje. Stoga je od njih korisno napraviti infracrvene grijače.

    Mikrovalna

    Zar zaista ne postoji drugi stvarno funkcionalan način za prijenos električne energije bez žica. Postoji, a izmišljen je prije pokušaja i dječjih igara u ratovima zvijezda.

    Ispostavilo se da su specijalni mikrotalasi dužine 12 cm (frekvencija 2,45 GHz) takoreći prozirni za atmosferu i ne ometaju njihovo širenje.

    Bez obzira koliko je loše vrijeme, kada prenosite mikrovalne pećnice, izgubit ćete samo pet posto! Ali da biste to učinili, prvo morate pretvoriti električnu struju u mikrovalne, zatim ih uhvatiti i vratiti u prvobitno stanje.

    Prvi problem naučnici su rešili davno. Za to su izmislili poseban uređaj i nazvali ga magnetron.

    Štaviše, to je urađeno tako profesionalno i sigurno da danas svako od vas ima takav uređaj kod kuće. Idite u kuhinju i pogledajte svoju mikrotalasnu.

    Unutra ima isti magnetron sa efikasnošću od 95%.

    Ali evo kako napraviti obrnutu transformaciju? I ovdje su razvijena dva pristupa:

    • američko
    • Sovjetski

    Još šezdesetih godina, naučnik W. Brown izumio je antenu u SAD-u, koja je izvršila traženi zadatak. To jest, pretvorio je zračenje koje je padalo na njega nazad u električnu struju.

    Čak joj je dao i svoje ime - rectenna.

    Nakon pronalaska uslijedili su eksperimenti. A 1975. godine, uz pomoć rektene, prenosilo se i primalo čak 30 kW snage na udaljenosti većoj od jednog kilometra. Gubitak prijenosa bio je samo 18%.

    Skoro pola veka kasnije, niko do sada nije uspeo da nadmaši ovo iskustvo. Čini se da je metoda pronađena, pa zašto ove rektene nisu lansirane u mase?

    I tu se opet pojavljuju nedostaci. Rektene su sastavljene na bazi minijaturnih poluprovodnika. Njihov normalan posao je da prenose samo nekoliko vati snage.

    A ako želite da prenesete desetine ili stotine kilovata, onda se pripremite za sastavljanje ogromnih panela.

    I tu se pojavljuju nerešive poteškoće. Prvo, to je ponovna emisija.

    Ne samo da ćete zbog toga izgubiti dio svoje energije, već nećete moći da se približite pločama bez gubitka zdravlja.

    Druga glavobolja je nestabilnost poluprovodnika u panelima. Dovoljno je da jedan izgori zbog malog preopterećenja, a ostali propadnu kao lavina, kao šibice.

    U SSSR-u su stvari bile nešto drugačije. Nije uzalud naša vojska bila sigurna da će i uz nuklearnu eksploziju sva strana oprema odmah otkazati, ali sovjetska ne. Cela tajna je u lampama.

    Na Moskovskom državnom univerzitetu dva naša naučnika, V. Savin i V. Vanke, dizajnirali su takozvani ciklotronski pretvarač energije. Ima pristojnu veličinu, jer je sastavljen na bazi tehnologije lampe.

    Izvana, ovo je nešto poput cijevi dužine 40 cm i promjera 15 cm. Efikasnost ove lampe je nešto manja od one američke poluvodičke stvari - do 85%.

    Ali za razliku od poluvodičkih detektora, ciklotronski pretvarač energije ima niz značajnih prednosti:

    • pouzdanost
    • velika snaga
    • otpornost na preopterećenje
    • nema reemisije
    • niska cijena proizvodnje

    Međutim, i pored svega navedenog, u cijelom svijetu se poluvodičke metode za implementaciju projekata smatraju naprednim. Tu je i element mode.

    Nakon prve pojave poluprovodnika, svi su naglo počeli napuštati tehnologiju cijevi. Ali praktično iskustvo pokazuje da je to često pogrešan pristup.

    Naravno, cijevni mobiteli od po 20 kg ili kompjuteri koji zauzimaju čitave prostorije nikoga ne zanimaju.

    Ali ponekad nam samo dokazane stare metode mogu pomoći u bezizlaznim situacijama.

    Kao rezultat toga, danas imamo tri mogućnosti za prijenos energije bez žica. Prvi od njih je ograničen i udaljenosti i snagom.

    Ali ovo je sasvim dovoljno za punjenje baterije pametnog telefona, tableta ili nečeg većeg. Iako je efikasnost mala, metoda još uvijek funkcionira.

    Prvi je počeo vrlo obećavajuće. 2000-ih na ostrvu Reunion postojala je potreba za stalnim prijenosom snage od 10 kW na udaljenosti od 1 km.

    Planinski teren i lokalna vegetacija nisu dozvoljavali postavljanje ni nadzemnih ni kablovskih vodova.

    Sva kretanja na ostrvu do ove tačke vršena su isključivo helikopterima.

    Da bi se problem riješio, najbolji umovi iz različitih zemalja okupljeni su u jedan tim. Uključujući one koji su prethodno pomenuti u članku, naši naučnici sa Moskovskog državnog univerziteta V. Vanke i V. Savin.

    Međutim, u trenutku kada je trebalo pristupiti praktičnoj implementaciji i izgradnji predajnika i prijemnika energije, projekat je zamrznut i zaustavljen. A sa početkom krize 2008. potpuno su je napustili.

    Zapravo, ovo je veoma razočaravajuće, jer je teorijski rad koji je tamo obavljen bio kolosalan i vrijedan implementacije.

    Drugi projekat izgleda luđe od prvog. Međutim, za to se izdvajaju prava sredstva. Samu ideju je još 1968. izrazio fizičar iz SAD-a P. Glaser.

    Predložio je u to vrijeme ne sasvim normalnu ideju - postaviti ogroman satelit u geostacionarnu orbitu 36.000 km iznad Zemlje. Na njega postavite solarne panele koji će sakupljati besplatnu energiju sunca.

    Zatim sve to treba pretvoriti u snop mikrotalasnih talasa i prenijeti na tlo.

    Neka vrsta "zvijezde smrti" u našoj zemaljskoj stvarnosti.

    Na tlu, snop mora biti uhvaćen džinovskim antenama i pretvoren u električnu energiju.

    Koliko velike trebaju biti ove antene? Zamislite da ako je satelit promjera 1 km, onda bi na zemlji prijemnik trebao biti 5 puta veći - 5 km (veličina vrtnog prstena).

    Ali veličina je samo mali dio problema. Nakon svih proračuna, pokazalo se da bi takav satelit proizvodio električnu energiju kapaciteta 5 GW. Po dolasku do tla, ostalo bi samo 2 GW. Na primjer, HE Krasnojarsk daje 6GW.

    Stoga je njegova ideja razmotrena, uračunata i ostavljena po strani, jer je sve u početku počivalo na cijeni. Troškovi svemirskog projekta tih dana su se popeli preko 1 bilion dolara.

    Ali nauka, srećom, ne stoji mirno. Tehnologija je sve bolja i jeftinija. Nekoliko zemalja već razvija takvu solarnu svemirsku stanicu. Iako je početkom dvadesetog veka samo jedna briljantna osoba bila dovoljna za bežični prenos električne energije.

    Ukupna cijena projekta pala je sa prvobitne na 25 milijardi dolara. Ostaje pitanje - hoćemo li vidjeti njegovu implementaciju u bliskoj budućnosti?

    Nažalost, niko vam ne može dati jasan odgovor. Opklade se vrše tek u drugoj polovini ovog veka. Stoga, za sada, budimo zadovoljni bežičnim punjačima za pametne telefone i nadajmo se da će naučnici uspjeti povećati njihovu efikasnost. Pa, ili na kraju, drugi Nikola Tesla će se roditi na Zemlji.

    Kada se pojavila, naizmjenična električna struja djelovala je fantastično. Njegov pronalazač, sjajni fizičar Nikola Tesla, proučavao je problem bežičnog prenosa električne energije na velike udaljenosti na prelazu iz 19. u 20. vek. Do sada ovaj problem nije u potpunosti riješen, ali su dobijeni rezultati ohrabrujući.

    Ultrazvuk za prijenos energije

    Bilo koji talas nosi energiju, uključujući zvučne talase visoke frekvencije. Postoje tri pristupa bežičnom prijenosu električne energije:

    • prijenos električne energije pretvaranjem u drugu vrstu energije u izvoru i reverznom konverzijom u električnu energiju u prijemnom uređaju;
    • stvaranje i korišćenje alternativnih provodnika električne energije (plazma kanali, stubovi jonizovanog vazduha, itd.);
    • korištenje provodnih svojstava Zemljine litosfere.

    Metoda primjene ultrazvuka spada u prvi pristup. U posebnom tipu izvora ultrazvuka, kada se primjenjuje struja, generira se usmjereni snop visokofrekventnih zvučnih valova. Kada udare u prijemnik, energija zvučnih talasa se pretvara u električnu struju.

    Maksimalna udaljenost prijenosa električne energije bez žica je 10 metara. Rezultat su 2011. dobili predstavnici Univerziteta Pensilvanije tokom prezentacije na izložbi "The All Things Digital". Ova metoda se ne smatra obećavajućom zbog nekoliko svojih nedostataka: niske efikasnosti, niskog rezultirajućeg napona i ograničenja jačine ultrazvučnog zračenja prema sanitarnim standardima.

    Primjena elektromagnetne indukcije

    Iako većina ljudi toga nije ni svjesna, ova metoda se koristi jako dugo, gotovo od samog početka korištenja naizmjenične struje. Najčešći transformator naizmjenične struje je najjednostavniji uređaj za bežični prijenos energije, samo je udaljenost prijenosa vrlo kratka.

    Primarni i sekundarni namoti transformatora nisu povezani u jedan krug, a kada u primarnom namotu teče naizmjenična struja, u sekundaru nastaje električna struja. Prijenos energije u ovom slučaju se odvija kroz elektromagnetno polje. Stoga ovaj način bežičnog prijenosa električne energije koristi konverziju energije iz jednog oblika u drugi.

    Brojni uređaji bazirani na ovoj metodi već su razvijeni i uspješno se koriste u svakodnevnom životu. Riječ je o bežičnim punjačima za mobilne telefone i druge gadgete, te kućnim električnim aparatima sa malom potrošnjom energije tokom rada (kompaktne kamere za video nadzor, sve vrste senzora, pa čak i LCD televizori).

    Mnogi stručnjaci tvrde da će električna vozila budućnosti koristiti bežične tehnologije za punjenje baterija ili proizvodnju električne energije za kretanje. Induktivni namotaji (analozi primarnog namota transformatora) biće montirani na putevima. Oni će stvoriti naizmjenično elektromagnetno polje, koje će, kada vozilo prođe preko njega, uzrokovati strujanje električne struje u ugrađenom prijemnom kalemu. Prvi eksperimenti su već izvedeni i dobijeni rezultati izazivaju suzdržani optimizam.

    Među prednostima ove metode mogu se istaknuti:

    • visoka efikasnost za kratke udaljenosti (reda nekoliko metara);
    • jednostavnost dizajna i savladana tehnologija primjene;
    • relativna sigurnost za ljudsko zdravlje.

    Nedostatak metode - mala udaljenost na kojoj je prijenos energije efikasan - značajno smanjuje opseg bežične električne energije zasnovane na elektromagnetnoj indukciji.

    Koristeći različite mikrotalasne pećnice

    Ova metoda se također zasniva na konverziji različitih vrsta energije. Elektromagnetski talasi ultravisoke frekvencije služe kao nosioci energije. Ovu metodu je prvi opisao i praktično implementirao u svojoj instalaciji japanski fizičar i radio-inženjer Hidetsugu Yagi dvadesetih godina prošlog stoljeća. Frekvencija radio talasa za prenos električne energije bez žica je u rasponu od 2,4 do 5,8 GHz. Eksperimentalna instalacija je već testirana i dobila pozitivne povratne informacije, koja istovremeno distribuira Wi-Fi i napaja električne uređaje za domaćinstvo male snage.

    Laserski snop je takođe elektromagnetno zračenje, ali sa posebnim svojstvom - koherentnošću. Smanjuje gubitke energije tokom prenosa i time povećava efikasnost. Od prednosti se mogu izdvojiti sljedeće:

    • mogućnost prijenosa na velike udaljenosti (desetine kilometara u Zemljinoj atmosferi);
    • praktičnost i jednostavnost instalacije za uređaje male snage;
    • prisutnost vizualne kontrole procesa prijenosa - laserski snop je vidljiv golim okom.

    Laserska metoda ima i nedostatke, a to su: relativno niska efikasnost (45–50%), gubici energije zbog atmosferskih pojava (kiša, magla, oblaci prašine) i potreba da se predajnik i prijemnik pronađu u vidnom polju.

    Intenzitet sunčeve svjetlosti izvan Zemljine atmosfere je nekoliko desetina puta veći nego na površini zemlje. Stoga će se u budućnosti, prema futurolozima, solarne elektrane nalaziti u orbiti blizu Zemlje. A prijenos akumulirane električne energije, po njihovom mišljenju, vršit će se bez strujnih žica. Razvijat će se i primjenjivati ​​transmisiona metoda koja kopira pražnjenja groma, a planirano je da se proizvede ionizacija zraka na ovaj ili onaj način. I prvi eksperimenti u ovom pravcu su već izvedeni. Ova metoda se zasniva na stvaranju alternativnih bežičnih vodiča električne struje.

    Bežična električna energija dobijena na ovaj način iz orbite blizu Zemlje je impulsivna. Stoga su za njegovu praktičnu primjenu potrebni snažni i jeftini kondenzatori, a bit će potrebno razviti i metodu za njihovo postepeno pražnjenje.

    Najefikasnija metoda

    Planeta Zemlja je ogroman kondenzator. Litosfera uglavnom provodi električnu energiju, osim u malim područjima. Postoji teorija da se bežični prijenos energije može obaviti kroz zemljinu koru. Suština je sledeća: izvor struje je u pouzdanom kontaktu sa zemljinom površinom, izmjenična struja određene frekvencije teče iz izvora u koru i širi se u svim smjerovima, prijemnici električne struje se u određenim intervalima postavljaju u tlo, odakle se prenosi na potrošači.

    Suština teorije je da prihvati i koristi struju samo jedne zadate frekvencije. Kao što se frekvencija prijema radio talasa podešava u radio prijemniku, tako će se i u takvim električnim prijemnicima podešavati frekvencija primljene struje. Teoretski, ovom metodom će biti moguće prenositi električnu energiju na velike udaljenosti ako je frekvencija naizmjenične struje niska, reda veličine nekoliko Hz.

    Izgledi za bežični prijenos električne energije

    U bliskoj budućnosti očekuje se masovno uvođenje PoWiFi sistema u svakodnevni život, koji se sastoji od rutera sa funkcijom prenosa električne energije na nekoliko desetina metara, te kućnih aparata koji se napajaju primanjem električne energije iz radio talasa. Takav sistem se trenutno aktivno testira i priprema za široku upotrebu. Detalji nisu saopćeni, ali prema dostupnim informacijama, "zanimljivost" je u tome što se koristi sinhronizacija elektromagnetnih polja izvora i prijemnika bežične struje.

    U vrlo dalekoj budućnosti razmatra se opcija napuštanja upotrebe tradicionalnih elektrana u svjetskim razmjerima - solarne stanice će se koristiti u niskoj Zemljinoj orbiti koji pretvaraju sunčevu energiju u električnu energiju. Električna energija će se vjerovatno prenositi na površinu planete kroz kanale joniziranog zraka ili plazme. A na samoj površini zemlje nestat će konvencionalni dalekovodi, njihovo mjesto će zauzeti kompaktniji i efikasniji sistemi za prijenos električne energije kroz litosferu.

    Godine 1968. američki specijalista za svemirska istraživanja Peter E. Glaser predložio je postavljanje velikih solarnih panela u geostacionarnu orbitu i prijenos energije koju generiraju (nivo 5-10 GW) na površinu Zemlje dobro fokusiranim snopom mikrovalnog zračenja, a zatim pretvaranje u energiju jednosmerne ili naizmjenične struje tehničke frekvencije i distribuirati potrošačima.


    Takva shema je omogućila da se koristi intenzivan tok sunčevog zračenja koji postoji u geostacionarnoj orbiti (~ 1,4 kW/m2) i da se primljena energija kontinuirano prenosi na površinu Zemlje, bez obzira na doba dana i vremenske prilike. uslovima. Zbog prirodnog nagiba ekvatorijalne ravni prema ravni ekliptike pod uglom od 23,5 stepeni, satelit koji se nalazi u geostacionarnoj orbiti je skoro neprekidno osvetljen fluksom sunčevog zračenja, osim u kratkim vremenskim periodima u blizini prolećnih dana. i jesenje ravnodnevice, kada ovaj satelit padne u Zemljinu sjenu. Ovi vremenski periodi se mogu tačno predvideti, a ukupno ne prelaze 1% ukupne dužine godine.

    Frekvencija elektromagnetnih oscilacija mikrovalnog snopa mora odgovarati onim rasponima koji su namijenjeni za upotrebu u industriji, znanstvenom istraživanju i medicini. Ako je ova frekvencija odabrana na 2,45 GHz, onda meteorološki uslovi, uključujući guste oblake i obilne padavine, imaju mali uticaj na efikasnost prenosa energije. Opseg od 5,8 GHz je primamljiv jer vam omogućava da smanjite veličinu antena za odašiljanje i prijem. Međutim, uticaj meteoroloških uslova ovde već zahteva dalje proučavanje.

    Trenutni nivo razvoja mikrotalasne elektronike omogućava nam da govorimo o prilično visokoj efikasnosti prenosa energije mikrotalasnim snopom iz geostacionarne orbite na površinu Zemlje - oko 70-75%. U ovom slučaju, prečnik odašiljačke antene se obično bira da bude 1 km, a zemaljska rektenna ima dimenzije 10 km x 13 km za geografsku širinu od 35 stepeni. SCES sa nivoom izlazne snage od 5 GW ima gustinu snage zračenja u centru predajne antene od 23 kW/m2, u centru prijemne antene - 230 W/m2.


    Ispitivani su različiti tipovi poluprovodničkih i vakuumskih mikrotalasnih generatora za SCES predajnu antenu. William Brown je posebno pokazao da se magnetroni, koje industrija dobro ovladava, dizajnirani za mikrovalne pećnice, mogu koristiti i u predajnim antenskim nizovima SCES-a, ako svaki od njih ima svoj vlastiti krug negativne povratne sprege u fazi u odnosu na na eksterni sinhronizacijski signal (tzv. Magnetron Directional Amplifier - MDA).

    Najaktivnije i najsistematičnije istraživanje u oblasti SCES-a sproveo je Japan. Godine 1981, pod vodstvom profesora M. Nagatoma (Makoto Nagatomo) i S. Sasakija (Susumu Sasaki), započela su istraživanja na Institutu za svemirska istraživanja Japana za razvoj prototipa SCES-a snage 10 MW, koji bi mogao biti kreiran korištenjem postojećih lansirnih vozila. Stvaranje takvog prototipa omogućava akumulaciju tehnološkog iskustva i pripremu osnove za formiranje komercijalnih sistema.


    Projekat je nazvan SKES2000 (SPS2000) i dobio je priznanje u mnogim zemljama svijeta.

    Godine 2008. Marina Soljačića, docenta fizike na Massachusetts Institute of Technology (MIT), iz slatkog sna probudilo je uporno bipkanje mobilnog telefona. “Telefon nije stao tražeći da ga napunim”, kaže Soljačić. Umoran i nije hteo da ustane, počeo je da sanja da će telefon, kada bude kod kuće, početi da se puni sam..

    U 2012-2015 Inženjeri Univerziteta Washington razvili su tehnologiju koja omogućava korištenje Wi-Fi mreže kao izvora energije za napajanje prijenosnih uređaja i punjenje gadžeta. Tehnologija je već prepoznata od strane časopisa Popular Science kao jedna od najboljih inovacija u 2015. godini. Sveprisutnost tehnologije bežičnog prijenosa podataka sama je napravila pravu revoluciju. A sada je na redu bežični prijenos energije preko zraka, koji su programeri sa Univerziteta Washington nazvali PoWiFi (od Power Over WiFi).


    Tokom faze testiranja, istraživači su uspjeli uspješno napuniti litijum-jonske i nikl-metal hidridne baterije niskog kapaciteta. Koristeći Asus RT-AC68U ruter i nekoliko senzora koji se nalaze na udaljenosti od 8,5 metara od njega. Ovi senzori samo pretvaraju energiju elektromagnetnog talasa u jednosmernu struju napona od 1,8 do 2,4 volta, koja je neophodna za napajanje mikrokontrolera i senzorskih sistema. Posebnost tehnologije je da se kvalitet radnog signala ne pogoršava. Dovoljno je samo ponovno promjeniti ruter i možete ga koristiti kao i obično, plus napajanje uređaja male snage. Jedna demonstracija je uspješno pokrenula malu skrivenu kameru za nadzor niske rezolucije koja se nalazila više od 5 metara od rutera. Tada je Jawbone Up24 fitnes tracker napunjen na 41%, trebalo je 2,5 sata.

    Na škakljiva pitanja zašto ovi procesi ne utiču negativno na kvalitet mrežnog komunikacionog kanala, programeri su odgovorili da je to moguće zbog činjenice da flešovani ruter tokom svog rada šalje energetske pakete kroz nezauzete kanale za prenos informacija. Do ove odluke su došli kada su otkrili da tokom perioda tišine energija jednostavno teče iz sistema, a zapravo se može usmjeriti na napajanje uređaja male snage.

    Tokom istraživanja, PoWiFi sistem je postavljen u šest kuća, a stanovnici su pozvani da koriste internet kao i obično. Učitajte web stranice, gledajte streaming video, a zatim im recite šta se promijenilo. Kao rezultat toga, pokazalo se da se performanse mreže nisu ni na koji način promijenile. Odnosno, Internet je radio kao i obično, a prisustvo dodatne opcije nije bilo primjetno. I to su bili tek prvi testovi, kada je relativno mala količina energije prikupljena preko Wi-Fi mreže..

    U budućnosti, PoWiFi tehnologija može dobro poslužiti za napajanje senzora ugrađenih u kućanske aparate i vojnu opremu kako bi se njima bežično upravljalo i vršilo daljinsko punjenje/dopunjavanje.

    Relevantan je prijenos energije za UAV (najvjerovatnije već koristeći PoWiMax tehnologiju ili sa radara aviona nosača):


    Za bespilotne letjelice, negativ iz zakona inverznog kvadrata (antena s izotropnim emitiranjem) djelomično "kompenzira" širinu snopa antene i uzorak zračenja:

    Uostalom, LA radar u impulsu može proizvesti EMP energiju ispod 17 kW.

    Ovo nije ćelijska veza – gdje ćelija mora osigurati vezu od 360 stepeni sa krajnjim elementima.
    Hajde da imamo ovu varijaciju:
    Nosač aviona (za Perdix) je F-18 koji ima (sada) AN/APG-65 radar:


    maksimalna prosječna snaga zračenja od 12000 W

    Ili će u budućnosti imati AN / APG-79 AESA:


    u impulsu bi trebao dati ispod 15 kW EMP energije

    Ovo je dovoljno da produži aktivni vijek Perdix Micro-Drones sa trenutnih 20 minuta na sat ili više.

    Najvjerovatnije će se koristiti srednja dron Perdix Middle, koju će radar borca ​​ozračiti na dovoljnoj udaljenosti, a on će zauzvrat "distribuirati" energiju za mlađu braću Perdix Micro-Drones putem PoWiFi / PoWiMax, istovremeno razmjena informacija sa njima (letno-akrobatski, ciljni zadaci, koordinacija roja).

    Možda će uskoro doći i do punjenja mobitela i drugih mobilnih uređaja koji su u dometu Wi-Fi, Wi-Max ili 5G?

    Pogovor: 10-20 godina, nakon širokog uvođenja brojnih elektromagnetnih mikrovalnih emitera u svakodnevni život (mobilni telefoni, mikrovalne pećnice, kompjuteri, WiFi, Blu alati, itd.), odjednom su se žohari u velikim gradovima odjednom pretvorili u rijetkost! Sada je bubašvaba insekt koji se može naći samo u zoološkom vrtu. Iznenada su nestali iz domova koje su toliko voljeli.

    COCKROACHES CARL!
    Ova čudovišta, lideri liste "radiootpornih organizama" besramno su kapitulirala!
    Referenca
    LD 50 - prosječna smrtonosna doza, odnosno doza ubija polovinu organizama u eksperimentu; LD 100 - smrtonosna doza ubija sve organizme u eksperimentu.

    Ko je sljedeći na redu?

    Dozvoljeni nivoi zračenja mobilnih baznih stanica (900 i 1800 MHz, ukupni nivoi iz svih izvora) u sanitarno-stambenoj zoni u nekim zemljama značajno se razlikuju:
    Ukrajina: 2,5 µW/cm². (najstroži sanitarni standard u Evropi)
    Rusija, Mađarska: 10 µW/cm².
    Moskva: 2,0 µW/cm². (norma je postojala do kraja 2009. godine)
    SAD, skandinavske zemlje: 100 µW/cm².
    Privremeni dozvoljeni nivo (TDL) za mobilne radiotelefone (MRT) za korisnike radiotelefona u Ruskoj Federaciji je definisan kao 10 μW / cm² (Odjeljak IV - Higijenski zahtjevi za mobilne kopnene radio stanice SanPiN 2.1.8 / 2.2.4.1190-03 " Higijenski zahtjevi za postavljanje i rad sredstava kopnenih mobilnih radio komunikacija).
    U SAD-u, sertifikat izdaje Federalna komisija za komunikacije (FCC) za ćelijske uređaje čiji maksimalni SAR nivo ne prelazi 1,6 W/kg (štaviše, apsorbovana snaga zračenja je smanjena na 1 gram ljudskog tkiva).
    U Evropi, prema međunarodnoj direktivi Komisije za zaštitu od nejonizujućeg zračenja (ICNIRP), SAR vrijednost mobilnog telefona ne smije prelaziti 2 W/kg (sa apsorbiranom snagom zračenja koja se daje na 10 grama ljudskog tkiva).
    Nedavno, u Velikoj Britaniji, nivo od 10 W/kg se smatrao sigurnim nivoom SAR-a. Sličan obrazac je uočen iu drugim zemljama.
    Maksimalna vrijednost SAR-a prihvaćena u standardu (1,6 W/kg) ne može se bezbedno pripisati „tvrdim“ ili „mekim“ standardima.
    Standardi za određivanje SAR vrednosti usvojeni i u SAD i u Evropi (sva regulacija mikrotalasnog zračenja mobilnih telefona, o kojoj govorimo, zasniva se samo na toplotnom efektu, odnosno povezanom sa zagrevanjem tkiva ljudskih organa ).

    POTPUNI HAOS.
    Medicina još nije dala jasan odgovor na pitanje: da li je mobilni/WiFi štetan i koliko?
    A što je s bežičnim prijenosom električne energije mikrovalnom tehnologijom?
    Ovdje snaga nije vati i kilometri vati, već kW ...

    Bilješka: Tipična WiMAX bazna stanica zrači pri približno +43 dBm (20 W), dok mobilna stanica tipično emituje na +23 dBm (200 mW).


    Tagovi:

    • Struja
    • mikrovalna
    • WiFi
    • dronovi
    • UAV
    Dodaj oznake

    Ovo je jednostavno kolo koje može napajati sijalicu bez ikakvih žica, na udaljenosti od skoro 2,5 cm! Ovaj sklop djeluje i kao pojačivač i kao bežični predajnik i prijemnik. Vrlo je jednostavan za izradu i, ako se usavrši, može se koristiti na razne načine. Pa počnimo!

    Korak 1. Potrebni materijali i alati.

    1. NPN tranzistor. Koristio sam 2N3904, ali možete koristiti bilo koji NPN tranzistor poput BC337, BC547 itd. (Svaki PNP tranzistor će raditi, samo pazite na polaritet konekcija.)
    2. Namotaj ili izolirana žica. Trebalo bi biti dovoljno oko 3-4 metra žice (žice za namotavanje, samo bakarne žice sa vrlo tankom emajl izolacijom). Žice iz većine elektronskih uređaja će raditi, kao što su transformatori, zvučnici, motori, releji itd.
    3. Otpornik sa otporom od 1 kOhm. Ovaj otpornik će se koristiti za zaštitu tranzistora od izgaranja u slučaju preopterećenja ili pregrijavanja. Možete koristiti veće vrijednosti otpora do 4-5 kΩ. Moguće je ne koristiti otpornik, ali postoji opasnost da se baterija brže isprazni.
    4. Dioda koja emituje svetlost. Koristio sam ultra svijetlu bijelu LED diodu od 2 mm. Možete koristiti bilo koju LED diodu. Zapravo, svrha LED diode je samo da pokaže zdravlje kola.
    5. Baterija veličine AA, 1,5 volti. (Ne koristite baterije visokog napona osim ako ne želite oštetiti tranzistor.)

    Potrebni alati:

    1) Makaze ili nož.

    2) Lemilica (opciono). Ako nemate lemilicu, možete jednostavno uvrnuti žice. Ovo sam radio kada nisam imao lemilicu. Ako želite isprobati sklop bez lemljenja, dobrodošli ste.

    3) Upaljač (opciono). Upaljačem ćemo spaliti izolaciju na žici, a zatim makazama ili nožem sastrugati preostalu izolaciju.

    Korak 2: Pogledajte video da vidite kako.

    Korak 3: Kratko ponavljanje svih koraka.

    Dakle, prije svega morate uzeti žice i napraviti zavojnicu namotavanjem 30 zavoja oko okruglog cilindričnog predmeta. Nazovimo ovu zavojnicu A. Sa istim okruglim predmetom počnite praviti drugu zavojnicu. Nakon namotavanja 15. zavoja, stvorite granu u obliku petlje od žice, a zatim namotajte još 15 zavoja na zavojnicu. Dakle, sada imate zavojnicu sa dva kraja i jednom granom. Nazovimo ovu zavojnicu B. Zavežite čvorove na krajevima žica kako se ne bi sami odmotali. Spalite izolaciju na krajevima žica i na grani na oba namotaja. Za skidanje izolacije možete koristiti i makaze ili nož. Uvjerite se da su promjeri i broj zavoja oba namotaja jednaki!

    Napravite odašiljač: Uzmite tranzistor i postavite ga ravnom stranom prema gore i prema vama. Pin sa leve strane će biti povezan sa emiterom, srednji pin će biti osnovni pin, a pin sa desne strane će biti povezan sa kolektorom. Uzmite otpornik i spojite jedan od njegovih krajeva na bazni terminal tranzistora. Uzmite drugi kraj otpornika i spojite ga na jedan kraj (ne na slavinu) zavojnice B. Uzmite drugi kraj zavojnice B i spojite ga na kolektor tranzistora. Ako želite, možete spojiti mali komad žice na emiter tranzistora (ovo će raditi kao produžetak emitera.)

    Podesite prijemnik. Da biste napravili prijemnik, uzmite zavojnicu A i pričvrstite njene krajeve na različite igle na vašem LED-u.

    Imaš nacrt!

    Korak 4: Šematski dijagram.

    Ovdje vidimo šematski dijagram naše veze. Ako ne znate neke simbole na dijagramu, ne brinite. Sljedeće slike pokazuju sve.

    Korak 5. Crtež spojeva kola.

    Ovdje vidimo crtež s objašnjenjem veza našeg kola.

    Korak 6. Korištenje šeme.

    Jednostavno uzmite granu zavojnice B i spojite je na pozitivni kraj baterije. Spojite negativni pol baterije na emiter tranzistora. Sada ako približite LED kalem blizu zavojnice B, LED dioda svijetli!

    Korak 7. Kako se ovo naučno objašnjava?

    (Samo ću pokušati da objasnim nauku o ovom fenomenu jednostavnim rečima i analogijama, i znam da mogu da pogrešim. Da bih pravilno objasnio ovaj fenomen, moraću da uđem u sve detalje, koje nisam u stanju da uradim, pa samo želim da generalizujem analogije da objasnim šemu).

    Predajno kolo koje smo upravo kreirali je kolo oscilatora. Možda ste čuli za takozvano kolo Joule Thief-a, i ono zapanjujuće liči na kolo koje smo kreirali. Kolo Joule Thief-a se napaja iz baterije od 1,5 volti, daje snagu na višem naponu, ali sa hiljadama intervala između njih. LED diodi treba samo 3 volta da upali, ali u ovom krugu može zasvijetliti s baterijom od 1,5 volta. Dakle, krug Joule Thief-a poznat je kao pretvarač za povećanje napona i kao emiter. Krug koji smo kreirali je također emiter i pretvarač za povećanje napona. Ali može se postaviti pitanje: "Kako upaliti LED iz daljine?" To je zbog indukcije. Da biste to učinili, možete, na primjer, koristiti transformator. Standardni transformator ima jezgro sa obe strane. Pretpostavimo da je žica sa svake strane transformatora jednake veličine. Kada električna struja prođe kroz jednu zavojnicu, zavojnice transformatora postaju elektromagneti. Ako kroz zavojnicu teče naizmjenična struja, tada se fluktuacije napona javljaju duž sinusoida. Stoga, kada naizmjenična struja teče kroz zavojnicu, žica poprima svojstva elektromagneta, a zatim ponovo gubi elektromagnetizam kada napon padne. Zavojnica žice postaje elektromagnet, a zatim gubi svoje elektromagnetske karakteristike istom brzinom kako se magnet pomiče iz drugog namotaja. Kada se magnet brzo kreće kroz zavojnicu žice, stvara se električna energija, tako da oscilirajući napon jednog namotaja na transformatoru inducira elektricitet u drugom namotu žice, a električna energija se prenosi s jedne zavojnice na drugu bez žica. U našem krugu jezgro zavojnice je zrak, a izmjenični napon prolazi kroz prvi kalem, uzrokujući napon u drugom namotu i pali sijalice!!

    Korak 8. Prednosti i savjeti za poboljšanje.

    Dakle, u našem krugu, samo smo koristili LED za prikaz efekta kola. Ali mogli bismo više! Kolo prijemnika dobiva električnu energiju iz naizmjenične struje, tako da bismo ga mogli koristiti za osvjetljavanje fluorescentnih svjetala! Također, uz našu shemu možete raditi zanimljive mađioničarske trikove, smiješne poklone itd. Da biste maksimizirali rezultate, možete eksperimentirati s promjerom zavojnica i brojem okretaja na zavojnicama. Također možete pokušati izravnati zavojnice i vidjeti šta će se dogoditi! Mogućnosti su beskrajne!!

    Korak 9. Razlozi zašto shema možda ne radi.

    Na koje probleme možete naići i kako ih možete riješiti:

    1. Tranzistor postaje previše vruć!

    Rješenje: Jeste li koristili otpornik prave veličine? Nisam koristio otpornik prvi put i tranzistor je počeo da se dimi. Ako to ne pomogne, pokušajte koristiti termoskupljajući uređaj ili upotrijebite tranzistor višeg kvaliteta.

    1. LED je isključen!

    Rješenje: Može biti mnogo razloga. Prvo provjerite sve veze. Slučajno sam promijenio bazu i kolektor na svom priključku i to mi je postalo veliki problem. Dakle, prvo provjerite sve veze. Ako imate uređaj kao što je multimetar, možete ga koristiti za provjeru svih veza. Također pazite da oba namotaja budu istog promjera. Provjerite postoji li kratki spoj u vašoj mreži.

    Nisu mi poznati drugi problemi. Ali ako ih još uvijek naiđete, javite mi! Pokušat ću pomoći na bilo koji način. Takođe, ja sam učenik 9. razreda i moja naučna znanja su izuzetno ograničena, pa ako nađete neku grešku kod mene, javite mi. Prijedlozi za poboljšanje su više nego dobrodošli. Sretno sa vašim projektom!



    Slični članci