211service.com
Bezvadu spuldze
MIT pētnieki ir parādījuši, ka ir iespējams bezvadu režīmā darbināt 60 vatu spuldzi, kas atrodas aptuveni divu metru attālumā no strāvas avota. Izmantojot ārkārtīgi vienkāršu uzstādījumu, kas pamatā sastāv no divām metāla spolēm, viņi pirmo reizi ir pierādījuši, ka ir iespējams efektīvi nosūtīt tik daudz jaudas šādā attālumā. Eksperiments paver ceļu klēpjdatoru, mobilo tālruņu un mūzikas atskaņotāju akumulatoru bezvadu uzlādei, kā arī sadzīves tehnikas elektrības vadu pārgriešanai. Marins Soljačičs , MIT fizikas profesors, kurš vadīja komandu kopā ar fizikas profesoru Džons Džoannopuls .
Vada pārgriešana: MIT pētnieki ir parādījuši, ka ir iespējams bezvadu režīmā darbināt 60 vatu spuldzi divu metru attālumā. Augšpusē spole (fons) rada magnētisko lauku, kas spēj iziet cauri šķēršlim. Priekšplāna spole rezonē magnētiskā lauka frekvencē, uzņemot enerģiju, lai darbinātu spuldzi.
Pētījums, kas publicēts 7. jūnija izdevumā Zinātnes ekspresis (tiešsaistes publikācija Zinātne žurnāls), ir MIT komandas pagājušā gada novembrī izklāstītās teorijas eksperimentāls demonstrējums. (Skatiet Akumulatoru uzlāde bez vadiem.) Mums bija liela pārliecība par teoriju, saka Soljačičs. Un eksperiments patiešām apstiprināja, ka tas strādāja, kā paredzēts.
Iestatīšana ir vienkārša, skaidro Andre Kurs, MIT absolvents un darba vadošais autors. Divas vara spirāles, kuru diametrs ir 60 centimetri, ir atdalītas viena no otras ar aptuveni divu metru attālumu. Viens ir pievienots strāvas avotam — efektīvi pievienots sienai, bet otrs ir pievienots spuldzei, kas gaida ieslēgšanas brīdi. Kad tiek ieslēgta strāvas padeve no sienas, elektrība no pirmās metāla spoles rada magnētisko lauku ap šo spoli. Spuldzei pievienotā spole uztver magnētisko lauku, kas savukārt rada strāvu otrās spoles ietvaros, ieslēdzot spuldzi.
Šis enerģijas pārneses veids ir līdzīgs labi zināmai parādībai, ko sauc par magnētisko induktīvo savienojumu, ko izmanto jaudas transformatoros. Tomēr MIT shēma ir nedaudz atšķirīga, jo tā ir balstīta uz kaut ko, ko sauc par rezonanses savienojumu. Transformatoru spoles var pārsūtīt jaudu tikai tad, ja tās atrodas centimetru attālumā viena no otras — jebkurā tālāk, un magnētiskie lauki viens otru neietekmē tādā pašā veidā. Lai MIT pētnieki sasniegtu divu metru diapazonu, skaidro Soljačičs, viņi izmantoja spoles, kas rezonē ar 10 megahercu frekvenci. Kad elektriskā strāva plūst caur pirmo spoli, tā rada 10 megahercu magnētisko lauku; tā kā otrā spole rezonē ar šo pašu frekvenci, tā spēj uztvert laukā pat no salīdzinoši tālienes. Ja otrā spole rezonētu ar citu frekvenci, enerģija no pirmās spoles tiktu ignorēta.
Pētnieku pieeja, saka Soljačičs, arī padara enerģijas pārnesi efektīvu. Ja tie raidītu strāvu no antenas tādā pašā veidā, kā informācija tiek pārraidīta bezvadu režīmā, lielākā daļa jaudas tiktu izšķiesta, jo tā izstaro visos virzienos. Patiešām, izmantojot informācijas pārsūtīšanas metodi, būtu grūti nosūtīt pietiekami daudz enerģijas, lai tā būtu noderīga sīkrīku darbināšanai. Turpretim pētnieki izmanto tā saukto neradiatīvo enerģiju, kas ir saistīta ar spolēm. Šajā pirmajā demonstrācijā viņi parādīja, ka shēma var nodot jaudu ar 45 procentu efektivitāti.
Bezvadu jaudas pārsūtīšana ir ideja, kas ir vairāk nekā 100 gadus veca. 1890. gados fiziķis un elektroinženieris Nikola Tesla ierosināja izstarot elektrību pa gaisu. Tomēr drīz pēc tam strāvas kabeļi kļuva par vispārpieņemtu līdzekli elektroenerģijas transportēšanai lielos attālumos. Taču, plaši izplatoties mazām, pārnēsājamām ierīcēm ar akumulatoriem, kurām nepieciešama pastāvīga uzlāde, cilvēku uzmanība atkal pievēršas bezvadu jaudai. Patiesībā startēšana Powercast , kas atrodas Ligonier, PA, izmantojot atšķirīgu pieeju nekā MIT komanda, ir izstrādājusi bezvadu barošanas sistēmu, kas var pārraidīt zemas jaudas aptuveni metra attālumā. Sākumā uzņēmums ir vērsts uz ierīcēm ar zemu enerģijas patēriņu, piemēram, sensoriem, taču tas cer nākotnē palielināt enerģijas patēriņu.
Viena no bažām, kas varētu būt cilvēkiem, saka Sers Džons Pendrijs , fizikas profesors Imperiālās koledžas Londonā, ir ietekme uz veselību. Viņš saka, ka būs drošības problēmas, reālas vai iedomātas. Galu galā spēkam vienā vai otrā veidā ir jāiet cauri telpai un jāiziet cauri jebkuriem ķermeņiem, kas atrodas tā ceļā. [MIT] komanda ir samazinājusi šo problēmu, pārliecinoties, ka jauda galvenokārt ir magnētiskā lauka veidā, enerģijas veidā, pret kuru ķermenis ir gandrīz pilnībā nejutīgs.
Pamatojoties uz aprēķiniem, Soljačičs uzskata, ka shēma ir droša pat cilvēkiem ar implantētām medicīniskām ierīcēm, piemēram, elektrokardiostimulatoriem. Lai gan pētnieki nav veikuši detalizētu pētījumu, lai pārbaudītu, kā sistēma traucē elektrokardiostimulatoriem, Soljačičs saka, ka viņi negaida, ka tā spēcīgi mijiedarbosies ar objektiem, kas nerezonē tajās pašās frekvencēs, kuras izmanto jaudas pārsūtīšanai.
Šobrīd komanda ir pieteikusies vairākiem patentiem un plāno komercializēt tehnoloģiju, lai gan pētnieki sagaida, ka varētu paiet daži gadi, pirms ierīces ar šādām bezvadu barošanas sistēmām nonāks pie patērētājiem. Tikmēr komanda pēta dažādus materiālus un alternatīvas spoļu ģeometrijas, lai mēģinātu paplašināt diapazonu un palielināt jaudu.