Передать электричество: Все 9 способов, как передать показания электросчетчика за свет

Содержание

Современные способы передачи показаний счетчиков электроэнергии

А вы знали, что показания с электросчетчика можно передавать через интернет, в том числе и социальные сети? Эти и другие способы передачи показаний рассмотрены в статье!


Ежемесячно каждый из нас оплачивает коммунальные счета. Для их начисления, компании, которые предоставляют услуги электро-, водо- и газоснабжения, должны знать, как много вы использовали их ресурса. В связи с этим важно своевременно передавать показания счетчиков. В этой статье мы рассмотрим современные способы, как передать показания электросчетчика (например, через интернет или терминал). Содержание:

Что будет, если не передавать показания электросчетчиков

Потребители электроэнергии должны ежемесячно передавать показания счетчиков, для правильного расчёта оплаты. В противном случае сумма оплаты будет рассчитываться по среднему потреблению дома, а далее согласно нормативам, прописанным в договоре.

Если вы после длительного перерыва передадите показания, то компания, поставляющая вам электрическую энергию (энергосбыт или управляющая компания) делает перерасчет электроэнергии. При этом если вы потребили меньше, чем оплатили в предыдущих месяцах, то вам будет начислена переплата, которая будет расходоваться в следующих месяцах. В противном случае у вас окажется задолженность. Однако помните, что иногда нужно писать заявление на перерасчет электроэнергии.

Кто и когда должен это делать

Контролёры энергосбыта могут снимать показания со счетчиков, которые находятся в доступной для них зоне, например, на лестничной площадке, на фасаде частных домов и на опорах, от которых произведено подключение и ввод кабеля. Последний вариант часто встречается на дачах. В случае, если прибор учета установлен в вашей квартире, контроллер не всегда может получить к нему доступ.

Некоторые хозяева просто не допускают работника к счетчику электроэнергии, в других ситуациях вы можете просто быть на работе в то время, когда приходил контролер. К тому же по закону он имеет право проверять счетчик 1 раз в 6 месяцев. Поэтому позаботьтесь о своевременной передаче показания электросчетчиков.

Как правильно снять показания

Те, кто впервые столкнулся с необходимостью оплачивать коммунальные услуги и передачей информации с приборов учета, задают вопрос «какие цифры писать?». Давайте разбираться!

Счетчики электроэнергии бывают разных типов, как конструктивно (с дисплеем и барабанной счётной системой), так и по способу подсчета электроэнергии:

  • однотарифные;
  • двухтарифные;
  • трёхтарифные.

Однотарифные счетчики имеют одну графу с количеством киловатт-часов, вы платите одну цену за потребление электричества в любое время суток. В двухтарифных приборах потребление делится на две части: день и ночь. Соответственно в трёхтарифных происходит деление на три категории пиковая зона (день), полупиковая (после обеда) и ночная. При этом стоимость 1 квт/ч в каждой из зон разная – ночью в разы дешевле. Реальная стоимость зависит от того региона, в котором вы живёте, и объема потреблённой электроэнергии.

В любом случае записывают все показания по всем зонам, чтобы в дальнейшем сообщить их в энергосбыт или УК. Когда вы подойдете к электросчетчику вы увидите что-то вроде того, что изображено ниже:

Чтобы правильно снять данные с электросчетчика для последующей их передачи, запомните несколько правил:

  1. Нули перед цифрами записывать не обязательно.
  2. Цифры после запятой это доли киловатт-часов их также передавать нет необходимости.
  3. Если у вас прибор учета с трансформаторами тока, их чаще всего устанавливают с трёхфазными счетчиками, вы должны умножить показания на дисплее на коэффициент трансформации трансформаторов тока.

Если счетчик обнулился, например, он у вас четырёхзначный и последние показания были «9910», а теперь «0070» значит нужно добавить слева «1». То есть в данный момент вы намотали 10070 кВт/ч, а с последнего снятия: 10070-9910=160 кВт/ч.

Если счётчик поменяли, то обычно при опломбировке электросчетчика контроллер снимает показания со старого прибора, и вы уже передаёте цифры с нового. Если вы пользуетесь интернетом для оплаты и подачи сведений, то в некоторых случаях приходится ждать обновления данных о последних показаниях приборов.

Больше информации о том, как снимать показания с электросчетчика, вы можете узнать из нашей отдельной статьи: https://samelectrik.ru/snimaem-pokazaniya-s-elektroschetchikov-merkurij-energomera-mikron.html.

Способы передачи показаний

Итак, вы уже сняли показания со счетчика электроэнергии? Значит пора самостоятельно передать их в энергосбытовую компанию или управляющую организацию. Выяснить это можно у собственника жилья, если вы снимаете квартиру, если собственник вы – посмотрите, с кем заключен договор об электроснабжении или просто спросите у соседей.

Что нужно для передачи показаний электроэнергии:

  1. Лицевой счет.
  2. Данные со счетчика.

В зависимости от того, кто предоставляет вам электроэнергию, могут быть доступны различные способы передачи показаний, среди них встречаются:

  1. Звонок по телефону горячей линии, call-центра или уполномоченного специалиста, или отправить СМС.
  2. Через вайбер.
  3. Через интернет: портал «Госуслуги», сайт сбытовой организации или управляющей компании, по электронной почте, в группе в социальных сетях, другие приложения и сервисы.
  4. Через СБЕРБАНК онлайн.
  5. Через терминал.

Рассмотрим подробнее каждый из них.

Важно! Многие сталкиваются с проблемой «Как передать показания, если не знаешь лицевой счет?», самый простой способ – посмотреть его на квитанции, обычно он указывается в графе «ЛС» или «ФЛС».

В некоторых случаях вы попадёте на автоответчик и вам нужно будет ввести эти же данные клавиатуры телефона (независимо мобильного или стационарного).

Если вы не можете или не хотите дозваниваться – отправьте данные по СМС. Для этого нужно узнать номер в договоре, у работников энергосбыта или на сайте этой организации и соблюдать форму передачи, обычно она имеет вид:

XXXXXXXXXX YYYYY

Где X – цифры лицевого счёта, а Y – показания.

Важно! В СМС иногда требуется вписывать знак «#» перед данными с прибора учета. Уточните правильную форму передачи в сбытовой организации или на их сайте. Если счетчик двух или трёхтарифный – указывается объём энергии по каждому из тарифов, по установленному шаблону.


Таким же образом можно передать данные через сайт Мосэнергосбыта.

Вариант второй – группа в соцсетях. Если у организации есть группа на «Одноклассниках» или «Вконтакте», вы можете отправить сведения о том, сколько вы потребили киловатт-часов. Для этого нужно написать в личные сообщения группы или сделать другим предусмотренным способом. Например, у компании «Вологдаэнергосбыт» есть группа «Вконтакте», ниже вы видите форму в специальном приложении, с помощью которой можно передать показания счетчика электроэнергии.

Вариант третий – электронная почта. Отправка информации по электронной почте очень похожа на отправку СМС-сообщения. Здесь также важно внести информацию в установленной форме.

Внимание! Если содержимое письма или СМС-сообщения не будет соответствовать требованиям организации – ваши данные учтены не будут, потому что это делает система учета по шаблону.

Вариант четвертый – «Госуслуги». Портал «Госуслуги» предоставляет множество функций, среди них есть и услуги, связанные с коммунальными платежами. Для этого нужно зарегистрироваться и в каталоге услуг найти пункт «Квартира, строительство и земля».

С его помощью вы можете и сделать платёж.

Вариант пятый – мессенджеры. Энергосбыт некоторых городов принимает показания через Vinber (вайбер) или WhatsApp (вацап) — это два популярных мобильных мессенджера для бесплатного общения в сети. На скриншоте ниже вы видите объявление о такой услуге с сайта энергосбыта в р. Коми, г. Сыктывкар.


Передача электроэнергии на расстояние без проводов Что такое ОДН по электроэнергии Что делать, если отключили свет за неуплату Нравится0)Не нравится0)

Как производят и передают электроэнергию: от электростанций до дома

Электричество, как основополагающий двигатель развития цивилизации, вошло в жизнь человечества сравнительно недавно. Активное использование электроэнергии началось чуть более ста лет назад.

Производство электроэнергии

История мировой электроэнергетики

Электроэнергетика – стратегическая отрасль экономической системы любого государства. История возникновения и развития ЭЭ берёт своё начало с конца XIX столетия. Предтечей появления промышленной выработки электроэнергии являлись открытия основополагающих законов о природе и свойствах электрического тока.

Отправной точкой, когда возникли производство и передача электроэнергии, считают 1892 год. Именно тогда была построена первая электростанция в Нью-Йорке под руководством Томаса Эдисона. Станция стала источником электрического тока для ламп уличного освещения. Это был первый опыт перевода тепловой энергии от сгорания угля в электричество.

С тех пор началась эра массового строительства тепловых электростанций (ТЭС), работающих на твёрдом топливе – энергетическом угле. С развитием нефтяной промышленности появились огромные запасы мазута, которые образовывались в результате переработки нефтепродуктов. Были разработаны технологии получения носителя тепловой энергии (пара) от сжигания мазута.

С тридцатых годов прошлого века получили широкое распространение гидроэлектростанции (ГЭС). Предприятия стали использовать энергию ниспадающих потоков воды рек и водохранилищ.

В 70-е годы началось бурное строительство атомных электростанций (АЭС). Одновременно с этим стали разрабатываться и внедряться альтернативные источники электроэнергии: это ветровые установки, солнечные батареи, щелочно-кислотные геостанции. Появились мини установки, использующие тепло для получения электричества в результате химических процессов разложения навоза и бытового мусора.

История российской электроэнергетики

Мощным толчком развития производства электрической энергии стало принятие молодым государством СССР плана ГОЭЛРО в 1920г. Было принято решение о строительстве 10 электростанций общей мощностью 640 тыс. кВт в течение 15 лет. Однако уже к 1935 году было введено в строй 40 государственных районных электростанций (ГРЭС). Была создана мощная база индустриализации России и союзных республик.

В 30-х годах началось массовое строительство гидроэлектростанций (ГЭС) на территории СССР. Осваивались реки Сибири. На Украине была возведена знаменитая Днепрогэс. В послевоенные годы государством уделялось внимание строительству ГЭС.

Важно! Появление в России дешевого электричества решило проблему городского транспорта в крупных областных центрах. Трамваи и троллейбусы не только стали экономическим стимулом использования электроэнергии в транспорте, но и принесли значительное сокращение потребления жидкого топлива. Дешёвый энергоресурс привёл к появлению на железных дорогах электровозов.

В 70-е годы в результате мирового энергетического кризиса произошло резкое повышение цен на нефть. В России стал внедряться план развития атомной энергетики. Практически во всех республиках Советского Союза стали строить АЭС. Лидером в этом отношении стала нынешняя Россия. На сегодняшний день на территории Российской Федерации действуют 21 АЭС.

Территориальная структура производства электроэнергии

Основные технологические процессы в электроэнергетике

Производство электроэнергии в России базируется на трёх китах энергетической системы. Это атомная, тепловая и гидроэнергетика.

Три вида генерирования электричества

ЭлектростанцияТопливоГенерация
ТЭСУголь, мазутПолучение пара от сгорания топлива, который движет турбины генераторов
ГЭСПотенциальная энергия потока водыДвижение турбин под напором воды
АЭСУрановые сердечникиПолучение пара от тепла ядерной реакции. Энергия пара движет генераторные паротурбины

Отрасли промышленности электроэнергетики

Список промышленных источников производства электрической энергии состоит из 4 отраслей энергетики:

  • атомная;
  • тепловая;
  • гидроэнергетика;
  • альтернативная.

Атомная энергетика

Эта отрасль энергодобычи является на сегодня самым эффективным способом получения электричества за счёт ядерной реакции. Для этого используют очищенный уран. Сердцем станции является атомный реактор.

Схема работы ядерного реактора

Источниками тепла являются ТВЭЛы (тепловыделяющие элементы). Они представляют собой тонкие длинные циркониевые трубки, в которых помещены урановые таблетки. Их объединяют в группы – ТВС (тепловыделяющая сборка). Ими загружают корпус реактора, в теле которого размещены трубы с водой. Во время ядерного распада урана происходит выделение тепла, которое нагревает воду в первичном контуре до 3200.

Пар поступает на лопасти турбин, которые вращают генераторы переменного тока. Электричество через трансформаторы попадает в общую энергетическую систему.

Обратите внимание! Помня о трагедии Чернобыля, учёные всего мира совершенствуют систему безопасности работы АЭС. Последние разработки в атомной энергетике обеспечивают практически 100% безвредность атомных электростанций.

Вид на АЭС

Тепловая энергетика

Тепловые электростанции работают по принципу сжигания природного топлива: угля, газа и мазута. Вода, проходящая по трубопроводам через котлы, превращается в пар и в дальнейшем подаётся на лопасти генераторных турбин.

Дополнительная информация. За 4 года эксплуатации одной группы ТВЭЛов вырабатывается такое количество электроэнергии, для получения которого ТЭС потребуется сжечь 730 цистерн природного газа, 600 вагонов угля или 900 нефтеналивных железнодорожных танкеров.

Помимо этого, тепловые электростанции сильно ухудшают экологическую обстановку в районах месторасположения. Продукты горения топлива сильно загрязняют атмосферу. Лишь только станции, работающие на газотурбинных установках, отвечают требованиям экологической чистоты.

Гидроэнергетика

Примерами эффективного применения гидроэнергетики являются Асуанская, Саяно-Шушенская ГЭС и др. Самые экологичные электростанции, использующие кинетическую энергию движения воды, не производят никаких вредных выбросов в окружающую природу. Однако массовое возведение гидросооружений ограничено совокупностью обстоятельств. Это наличие определённой величины природного водного потока, особенностью рельефа местности и многое другое.

ГЭС

Альтернативная энергетика

Научно-техническая революция не замирает ни на минуту. Каждый день приносит новшества в получение электрического тока. Пытливые умы постоянно заняты поисками новых технологий выработки электроэнергии, которые выступают в роли альтернативы традиционным способам получения электричества.

Следует упомянуть ветровые генераторы, приливные морские станции и солнечные батареи. Наряду с этим, появились устройства, вырабатывающие электроток, используя тепло разложения бытовых отходов, продуктов жизнедеятельности крупного рогатого скота. Есть такие устройства, которые используют температурную разницу различных слоёв грунта, щелочную и кислотную среду почвы на разных уровнях. Альтернативные источники электроэнергии объединяет одно – это несопоставимость выработанного количества энергии с объёмами электричества, которые получают традиционными способами (АЭС, ТЭС и ГЭС).

Передача и распределение электрической энергии

Независимо от устройства электростанций, их энергия поставляется в единую энергосистему страны. Передаваемая электроэнергия поступает на распределительные подстанции, оттуда уже доходит до самих потребителей. Передача электричества от производителей осуществляется воздушным путём через линии электропередач. На короткие дистанции ток проходит в кабеле, который прокладывают под землёй.

Потребление электрической энергии

С появлением новых промышленных объектов, вводом в эксплуатацию жилых комплексов и зданий гражданского назначения потребление электроэнергии с каждым днём возрастает. Практически ежегодно на территории России входят в строй новые электростанции, или существующие предприятия пополняются новыми энергоблоками.

Виды деятельности в электроэнергетике

Электрические компании занимаются бесперебойной доставкой электричества каждому потребителю. В энергетической сфере уровень занятости превышает этот показатель некоторых ведущих отраслей народного хозяйства государства.

Оперативно-диспетчерское управление

ОДУ играет важнейшую роль в перераспределении энергопотоков в обстановке изменяющегося уровня потребления. Диспетчерские службы направлены на то, чтобы передавать электрический ток от производителя потребителю в безаварийном режиме. В случае каких-либо аварий или сбоев в линиях электропередач ОДУ выполняют обязанности оперативного штаба по быстрому устранению этих недостатков.

Энергосбыт

В тарифах на оплату за потребление электричества включены расходы на прибыль энергокомпаний. За правильностью и своевременностью оплаты за потреблённые услуги следит служба – Энергосбыт. От неё зависит финансовое обеспечение всей энергосистемы страны. К неплательщикам применяются штрафные санкции, вплоть до отключения электроснабжения потребителя.

Энергосистема – кровеносная система единого организма государства. Производство электроэнергии является стратегической сферой безопасности существования и развития экономики страны.

Видео

Отправка показаний счетчика для населения

Вы можете отправить показания счетчика, заполнив следующую форму.
Показания принимаются по 25-ое числа месяца.
Внимание. Показания, переданные после 25-го числа, приниматься к расчетам в текущем периоде не будут.
Вы можете оставить свой вопрос здесь


Инструкция по передаче данных:

Поле «Показания общие (день)» заполняют абоненты с одноставочным тарифом. Абоненты с двухзонным тарифом вносят дневные показания, абоненты с трехзонным тарифом – полупик.
Поле «Показания ночь» абоненты с одноставочным тарифом не заполняют. Абоненты с двух- или трехзонным тарифом вносят ночные показания.

Абонентам с одноставочным тарифом необходимо заполнить только поле «Показания общие (день)»
Абонентам с двухзонным тарифом в поле «Показания общие (день)» внести дневные показания счетчика, в поле «Показания ночь» - ночные показания
Абонентам с трехзонным тарифом в поле «Показания общие (день)» внести полупиковые показания счетчика, в поле «Показания ночь» - ночные показания, в поле «Показания пик» - пиковые показания.

В приборах учета производства ООО "Матрица" на дисплее для трехзонных абонентов ЗАО "БЭЛС" применено следующее обозначение показаний в тарифных зонах: А1(Т1) - ночь, А2(Т2) - пик, А3(Т3) - полупик.
В приборах учета иных производителей буквенно-цифровое обозначение тарифных зон и их порядок вывода на дисплей может быть другим. Поэтому при снятии показаний с прибора учета для корректной идентификации показаний по зонам суток необходимо руководствоваться заводским паспортом изделия. Если программирование временных зон было произведено не на заводе-изготовителе, обозначение тарифных зон должно быть приведено в акте перевода прибора учета на дифференцированные тарифы.
Для корректной передачи показаний по телефону, электронной почте или через сайт belssb.ru необходимо использовать словесное описание тарифных зон, а именно: "ночь", "пик", "полупик".

Поля, отмеченные звездочкой, должны быть заполнены обязательно.

 

Беспроводная передача электричества — Википедия

Беспроводное зарядное устройство для мобильного телефона стандарта Qi

Беспроводна́я переда́ча электри́чества — способ передачи электрической энергии без использования токопроводящих элементов в электрической цепи. К 2011 году имели место следующие успешные опыты с передачей энергии мощностью порядка десятков киловатт в микроволновом диапазоне с КПД около 40 %: в 1975 году в обсерватории Goldstone (Калифорния) и в 1997 году в Grand Bassin на острове Реюньон (дальность порядка километра, исследования в области энергоснабжения посёлка без прокладки кабельной электросети). Технологические принципы такой передачи включают в себя индукционный (на малых расстояниях и относительно малых мощностях), резонансный (используется в бесконтактных смарт-картах и чипах RFID) и направленный электромагнитный для относительно больших расстояний и мощностей (в диапазоне от ультрафиолета до СВЧ).

История беспроводной передачи энергии

  • В 1820 году Андре Мари Ампер открыл закон (после названный в честь открывателя законом Ампера), показывающий, что электрический ток производит магнитное поле.
  • В 1831 году Майкл Фарадей открыл закон индукции, важный базовый закон электромагнетизма.
  • В 1864 году Джеймс Максвелл систематизировал результаты наблюдений и экспериментов, изучил уравнения по электричеству, магнетизму и оптике, создал теорию и составил строгое математическое описание поведения электромагнитного поля (см. уравнения Максвелла).
  • В 1888 году Генрих Герц подтвердил существование электромагнитного поля. «Аппарат для генерации электромагнитного поля» Герца представлял собой искровой передатчик «радиоволн» и создавал волны в диапазонах частот СВЧ или УВЧ.
  • В 1891 году Никола Тесла улучшил и запатентовал (патент номер 454,622; «Система электрического освещения») передатчик волн Герца для радиочастотного энергоснабжения.
  • В 1893 году Никола Тесла на всемирной выставке, проходившей в 1893 году в Чикаго, продемонстрировал беспроводное освещение люминесцентными лампами[1].
  • В 1894 году Никола Тесла зажёг без проводов фосфорную лампу накаливания в лаборатории на Пятой авеню, а позже в лаборатории на Хаустон-стрит в Нью-Йорке с помощью «электродинамической индукции», то есть посредством беспроводной резонансной взаимоиндукции[2][3][4].
  • В 1894 году Джагдиш Чандра Боше дистанционно воспламенил порох, что привело к удару по колоколу, с использованием электромагнитных волн, показывая, что сигналы связи можно посылать без проводов[5][6].
  • 25 апреля (7 мая) 1895 года Александр Попов продемонстрировал изобретённый им радиоприёмник на заседании физического отделения Русского физико-химического общества.
  • В 1895 году Боше передал сигнал на расстояние около одной мили[5][6].
  • 2 июня 1896 года Гульельмо Маркони подал заявку на изобретение радио.
  • В 1896 году Тесла передал сигнал на расстояние около 48 километров[7].
  • В 1897 году Гульельмо Маркони передал текстовое сообщение азбукой Морзе на расстояние около 6 км, используя для этого радиопередатчик.
  • В 1897 году зарегистрирован первый из патентов Тесла по применению беспроводной передачи.
  • В 1899 году в Колорадо-Спрингс Тесла писал: «Несостоятельность метода индукции представляется огромной по сравнению с методом возбуждения заряда земли и воздуха»[8].
  • В 1900 году Гульельмо Маркони не смог получить патент на изобретение радио в Соединённых Штатах.
  • В 1901 году Маркони передал сигнал через Атлантический океан, используя аппарат Тесла.
  • В 1902 году Тесла и Реджинальд Фессенден конфликтовали из-за американского патента номер 21,701 («Система передачи сигналов (беспроводная). Избирательное включение ламп накаливания, электронные логические элементы в целом»)[9].
  • В 1904 году на Всемирной выставке, проходившей в Сент-Луисе, предложена премия за успешную попытку управления двигателем дирижабля мощностью 0,1 л.с. (75 Вт) от энергии, передаваемой дистанционно на расстояние менее 100 футов (30 м)[10].
  • В 1917 году разрушена Башня Ворденклиф, построенная Никола Тесла для проведения опытов по беспроводной передаче больших мощностей.
  • В 1926 году Синтаро Уда и Хидэцугу Яги опубликовали первую статью «о регулируемом направленном канале связи с высоким усилением»[11], хорошо известном как «антенна Яги-Уда» или антенна «волновой канал».
  • В 1945 году Семён Тетельбаум опубликовал статью «О беспроводной передаче электроэнергии на большие расстояния с помощью радиоволн», в которой впервые рассматривал эффективность микроволновой линии для беспроводной передачи электроэнергии[12][13].
  • В 1961 году Уильям Браун опубликовал статью по исследованию возможности передачи энергии посредством микроволн[14][15].
  • В 1964 году Уильям Браун и Уолтер Кроникт в эфире телеканала CBS News продемонстрировали модель вертолёта, получающего всю необходимую ему энергию от микроволнового луча.
  • В 1968 году Питер Глейзер предложил использовать беспроводную передачу солнечной энергии из космоса с помощью технологии «Энергетический луч»[16][17]. Это считается первым описанием орбитальной энергетической системы.
  • В 1973 году в Лос-Аламосской Национальной лаборатории продемонстрирована первая в мире пассивная система RFID[18].
  • В 1975 году на комплексе дальней космической связи обсерватории Голдстоун проведены эксперименты по передаче мощности в десятки киловатт[19][20][21].
  • В 2007 году исследовательская группа под руководством профессора Марина Солячича из Массачусетского технологического института передала беспроводным способом на расстояние 2 м энергию мощностью, достаточной для свечения лампочки мощностью 60 ватт, с КПД, равным 40 %, с помощью двух катушек диаметром 60 см[22].
  • В 2008 году фирма «Bombardier» предложила систему для беспроводной передачи энергии, названную «primove» и предназначенную для применения в трамваях и двигателях малотоннажной железной дороги[23].
  • В 2008 году сотрудники фирмы Intel воспроизвели опыты Николы Тесла 1894 года и опыты группы Джона Брауна 1988 года по беспроводной передаче энергии для свечения ламп накаливания с КПД, равным 75 %[24].
  • В 2009 году консорциум заинтересованных компаний, названный «Wireless Power Consortium», разработал стандарт беспроводного питания для малых токов, названный «Qi»[25][26]. Qi стал применяться в портативной технике.
  • В 2009 году норвежская компания «Wireless Power & Communication» представила[27] разработанный ею промышленный фонарь, способный безопасно работать и перезаряжаться бесконтактным способом в атмосфере, насыщенной огнеопасным газом.
  • В 2009 году фирма «Haier Group» представила первый в мире полностью беспроводной LCD-телевизор, основанный на исследованиях профессора Марина Солячича по беспроводной передаче энергии и беспроводном домашнем цифровом интерфейсе (WHDI)[28][29].
  • В 2011 году «Wireless Power Consortium» приступил к расширению спецификаций стандарта Qi для средних токов.
  • В 2012 году начал работу частный петербургский музей «Гранд Макет Россия», в котором миниатюрные модели автомобилей получают электропитание беспроводным способом через модель дорожного полотна.
  • В 2015 году учёные из Вашингтонского университета выяснили, что электричество можно передавать посредством технологии Wi-Fi[30].
  • В 2017 году учёные того же университета создали прототип мобильного телефона без батареи[31].

Технологии

Ультразвуковой способ

Ультразвуковой способ передачи энергии изобретён студентами университета Пенсильвании и впервые широкой публике представлен на выставке «The All Things Digital» (D9) в 2011 году. Как и в других способах беспроводной передачи чего-либо, использовался приёмник и передатчик. Передатчик излучал ультразвук; приёмник, в свою очередь, преобразовывал слышимое в электричество. На момент презентации расстояние передачи достигало 7-10 метров, и была необходима прямая видимость приёмника и передатчика. Передаваемое напряжение достигало 8 вольт; получаемая сила тока не сообщается. Используемые ультразвуковые частоты никак не действуют на человека. Также нет сведений и об отрицательном воздействии ультразвуковых частот на животных.

Практическое применение ультразвука для передачи энергии невозможно из-за очень низкого кпд, ограничений во многих государствах на максимальный уровень звукового давления, не позволяющий передавать приемлемую мощность, и других ограничений[32].

Метод электромагнитной индукции

При беспроводной передаче энергии методом электромагнитной индукции используется ближнее электромагнитное поле на расстояниях около одной шестой длины волны. Энергия ближнего поля сама по себе не является излучающей, однако некоторые радиационные потери всё же происходят. Кроме того, как правило, имеют место и резистивные потери. Благодаря электродинамической индукции, переменный электрический ток, протекающий через первичную обмотку, создаёт переменное магнитное поле, которое действует на вторичную обмотку, индуцируя в ней электрический ток. Для достижения высокой эффективности взаимодействие должно быть достаточно тесным. По мере удаления вторичной обмотки от первичной, всё большая часть магнитного поля не достигает вторичной обмотки. Даже на относительно небольших расстояниях индуктивная связь становится крайне неэффективной, расходуя большую часть передаваемой энергии впустую.

Электрический трансформатор является простейшим устройством для беспроводной передачи энергии. Первичная и вторичная обмотки трансформатора прямо не связаны. Передача энергии осуществляется посредством процесса, известного как взаимная индукция. Основной функцией трансформатора является увеличение или уменьшение первичного напряжения. Бесконтактные зарядные устройства мобильных телефонов и электрических зубных щёток являются примерами использования принципа электродинамической индукции. Индукционные плиты также используют этот метод. Основным недостатком метода беспроводной передачи является крайне небольшое расстояние его действия. Приёмник должен находиться в непосредственной близости к передатчику для того, чтобы эффективно с ним взаимодействовать.

Использование резонанса несколько увеличивает дальность передачи. При резонансной индукции передатчик и приёмник настроены на одну частоту. Производительность может быть улучшена ещё больше путём изменения формы волны управляющего тока от синусоидальных до несинусоидальных переходных формы волны. Импульсная передача энергии происходит в течение нескольких циклов. Таким образом, значительная мощность может быть передана между двумя взаимно настроенными LC-цепями с относительно невысоким коэффициентом связи. Передающая и приёмная катушки, как правило, представляют собой однослойные соленоиды или плоскую спираль с набором конденсаторов, которые позволяют настроить принимающий элемент на частоту передатчика.

Обычным применением резонансной электродинамической индукции является зарядка аккумуляторных батарей портативных устройств, таких, как портативные компьютеры и сотовые телефоны, медицинские имплантаты и электромобили. Техника локализованной зарядки использует выбор соответствующей передающей катушки в структуре массива многослойных обмоток. Резонанс используется как в панели беспроводной зарядки (передающем контуре), так и в модуле приёмника (встроенного в нагрузку) для обеспечения максимальной эффективности передачи энергии. Такая техника передачи подходит универсальным беспроводным зарядным панелям для подзарядки портативной электроники, такой, например, как мобильные телефоны. Техника принята в качестве части стандарта беспроводной зарядки Qi.

Резонансная электродинамическая индукция также используется для питания устройств, не имеющих аккумуляторных батарей, таких, как RFID-метки и бесконтактные смарт-карты, а также для передачи электрической энергии от первичного индуктора винтовому резонатору трансформатора Теслы, также являющемуся беспроводным передатчиком электрической энергии.

Электростатическая индукция

Электростатическая или ёмкостная связь представляет собой прохождение электроэнергии через диэлектрик[прояснить]. На практике это градиент электрического поля или дифференциальная ёмкость между двумя или более изолированными клеммами, пластинами, электродами или узлами, возвышающимися над проводящей поверхностью. Электрическое поле создается за счёт заряда пластин переменным током высокой частоты и высокого потенциала. Ёмкость между двумя электродами и питаемым устройством образует разницу потенциалов.

Электрическая энергия, передаваемая с помощью электростатической индукции, может быть использована в приёмном устройстве, например, таком, как беспроводные лампы. Тесла продемонстрировал беспроводное питание ламп освещения энергией, передаваемой переменным электрическим полем.

«Вместо того чтобы полагаться на электродинамическую индукцию для питания лампы на расстоянии, идеальным способом освещения зала или комнаты будет создание таких условий, при которых осветительный прибор можно было бы переносить и размещать в любом месте, и он работал, независимо от того, где он находится, и без проводного подключения. Я сумел продемонстрировать это, создав в помещении мощное переменное электрическое поле высокой частоты. Для этой цели я прикрепил изолированную металлическую пластину к потолку и подключил её к одной клемме индукционной катушки, другая клемма была заземлена. В другом случае я подключал две пластины, каждую к разным концам индукционной катушки, тщательно подобрав их размеры. Газоразрядная лампа может перемещаться в любое место помещения между металлическими пластинами или даже на некоторое расстояние за ними, излучая при этом свет без перерыва».

Принцип электростатической индукции применим к методу беспроводной передачи. «В случаях, когда требуется передача небольшого количества энергии, необходимость в расположении электродов на возвышении снижается, особенно в случае токов высокой частоты, когда достаточное количество энергии может быть получено терминалом путём электростатической индукции из верхних слоев воздуха, создаваемой передающим терминалом».

Микроволновое излучение

Радиоволновую передачу энергии можно сделать более направленной, значительно увеличив расстояние эффективной передачи энергии путём уменьшения длины волны электромагнитного излучения, как правило, до микроволнового диапазона. Для обратного преобразования микроволновой энергии в электричество может быть использована ректенна, эффективность преобразования энергии которой превышает 95 %. Данный способ был предложен для передачи энергии с орбитальных солнечных электростанций на Землю и питания космических кораблей, покидающих земную орбиту.

Сложностью в создании энергетического микроволнового луча является то, что для использования его в космических программах из-за дифракции, ограничивающей направленность антенны, необходима диафрагма большого размера. Например, согласно исследованию НАСА 1978 года, для микроволнового луча частотой 2,45 ГГц понадобится передающая антенна диаметром в 1 км, а приёмной ректенны диаметром в 10 км. Эти размеры могут быть снижены путём использования более коротких длин волн, однако короткие волны могут поглощаться атмосферой, а также блокироваться дождём или каплями воды. Из-за «проклятия узкого пучка» невозможно сузить луч, объединяя пучки от нескольких меньших спутников без пропорциональной потери в мощности. Для применения на земле антенна диаметром 10 км позволит достичь значительного уровня мощности при сохранении низкой плотности пучка, что важно по соображениям безопасности для человека и окружающей среды. Безопасный для человека уровень плотности мощности составляет 1 мВт/см2, что на площади круга диаметром 10 км соответствует мощности в 750 МВт. Этот уровень соответствует мощности современных электростанций.

Японский исследователь Хидэцугу Яги исследовал беспроводную передачу энергии[источник не указан 894 дня] с помощью созданной им направленной антенной решётки. В феврале 1926 года им была опубликов

Технология беспроводной передачи электроэнергии



Введение:



Передача электрической энергии всегда зависела от легкодоступной среды передачи энергии.

Провода, разработанные с увеличивающейся проводимостью и способностью переносить большие количества тока, используются вместе с ростом потребностей нашей цивилизации в энергии

Первые линии передачи постоянного тока были полезны для применений на малых расстояниях, однако их нельзя было использовать для передачи на большие расстояния, поскольку эффект сопротивления возрастал бы до такой степени, что для устранения потерь потребовалось бы огромное количество энергии от бесконечного потока. генераторов постоянного тока по траектории кабеля.

4 сентября 1882 года американский изобретатель Томас Эдисон использовал свою компанию General Electric для открытия первой системы распределения электроэнергии в центре финансового района Нижнего Манхэттена, Нью-Йорк, после многих задержек и перерасхода средств.

Эдисон знал, что этот недавно созданный продукт будет дорогостоящим и что для выживания потребуется охват многих финансово влиятельных клиентов. Поэтому освещение финансового района «Жемчужная улица» было хорошим началом.

Это было началом многих проектов, которые, однако, сделали Эдисон выбор постоянного тока в ограниченном диапазоне, и он не мог передавать мощность очень далеко, не теряя огромного количества энергии.Таким образом, ему потребуется электростанция на каждом километре, чтобы обеспечить постоянное питание населения.

Вследствие этого в распределительной системе Эдисона и того, что он был крупным инвестором в энергоснабжение постоянного тока, над головой была переплетена сеть электрических проводов, иногда говорилось, что они блокировали солнечный свет в некоторых местах. Распределительная сеть Томаса Эдисона в финансовом районе Манхэттена, Нью-Йорк.


Тем временем конкурент Томаса Эдисона Джордж Вестингауз, основатель Westinghouse Electric, основного конкурента компании General Electric, инвестировал в развитие переменного тока (AC), поскольку Westinghouse считал, что будущее электротехнической отрасли зависит от передачи данных на большие расстояния.

В этой «войне токов» Никола Тесла, изобретатель сербского происхождения, возможно, внес самый важный вклад в развитие электрической энергии в истории человечества, поскольку он разработал основы переменного тока и большую часть связанных с ним технологий из электрических трансформаторов, Генераторы переменного тока для первых радиомачт и бесчисленные новые чудеса техники, которые создали Вторую промышленную революцию, положившую начало электрическому веку.


Никола Тесла изобрел автомобильные двигатели, пульты дистанционного управления, робототехнику, радио, рентгеновские лучи, лазеры и беспроводную связь, и его идеи продолжают генерировать новые идеи о современных технологиях.



Переменный ток, переменный ток, где электрическое поле изменяется во времени, увеличил пропускную способность проводов за счет анализа и оптимизации скин-эффекта, который может использовать электрические трансформаторы для преобразования переменного электрического поля в магнитное и его преобразования. обратно в электрическое поле на коже провода передачи, которое устраняет сопротивление, испытываемое током, что создает потери.

Переменный ток, пропущенный через проволочную петлю, по закону Ампера, создаст изменяющееся во времени магнитное поле, поток или магнитный поток, который может быть направлен вокруг другой катушки с проволокой, что по закону электромагнитной индукции Фарадея преобразует это переменное магнитное поле (B-поле) обратно в электрический ток.

Характер преобразования напряжения, то есть отношение разницы между входным и выходным напряжением, зависит от соотношения между количеством витков катушки между первичной и вторичной катушками.


Если первичная катушка имеет меньше витков, чем вторичная катушка , то величина магнитного потока, преобразованная в плотность электрического поля, и, следовательно, напряжение, будет меньше напряжения, подаваемого на первичную катушку. Таким образом, коэффициент будет <1, и напряжение будет преобразовано с понижением частоты.

Таким образом, переменный ток высокого напряжения преобразуется с понижением частоты для безопасного домашнего использования в домах из более высоких напряжений, используемых для передачи мощности по линиям от электростанций и подстанций.

Хотя магнитный поток направлен вдоль железного сердечника трансформатора, магнитный поток может быть потерян из-за нагрева сердечника. Поэтому сердечники обычно изолированы, например, маслом.




Это основной принцип работы электрического трансформатора, который используется для преобразования постоянного тока в переменный и наоборот.

Причем для всех проводников, так как частота раз изменяющееся магнитное поле увеличивает глубину, на которой ток индуцируется в проводнике , будет уменьшение. Это скин-эффект, названный в честь текущего состояния. ослаблены в центре проводника и должны находиться во внешнем «Кожа». Поскольку ток ограничен внешней оболочкой, сопротивление, которое ток испытывает во всем проводе, может быть значительно уменьшено.


Скин-эффект возникает в проводниках, в которых изменяющееся во времени магнитное поле параллельно поверхности проводника, что можно сконструировать, поместив проводящий стержень в соленоид так, чтобы силовые линии магнитного поля были параллельны оси стержня, или поляризовав его. частота излучения, компоненты магнитного поля которого будут параллельны оси стержня, как в случае приемных антенн, где определенная частота поляризованного радио или микроволны индуцирует ток на приемной катушке в антенне на определенной частоте в зависимости от толщина металла, из которого сделана антенна.

Силовые линии магнитного поля первоначально проходят через металл равномерно, что индуцирует равномерный ток по проводнику. Однако отдельные вихревые токи на поверхности проводника будут формироваться, как в случае проводящих стержней, используемых в эксперименте. Эти токи циркулируют вокруг изменяющегося во времени магнитного поля в направлении, которое течет против тока в центре проводящего стержня, который нейтрализует любой ток, проходящий через центр стержня. Это показано на картинке ниже:



Здесь первичный ток I генерируется однородным магнитным полем B, которое создается первичным соленоидом.первичный ток создает вокруг своего направления поле магнитного смещения H, которое индуцирует меньшие вихревые токи Iw, которые текут в направлении против направления тока около центра проводящего стержня и текут с током на поверхности проводящий стержень. Это устраняет ток, протекающий через центр стержня, и изолирует ток в коже на поверхности стержня.

Поскольку частота переменного тока, который генерирует изменяющееся во времени магнитное поле, увеличивается, вихревые токи будут проникать на гораздо большую глубину в проводник, на этой диаграмме красные круги будут иметь гораздо больший радиус.Это будет ограничивать все больший и больший ток на поверхности проводника для более высоких частот.


Это означает, что ток, индуцированный изменяющимися во времени магнитными полями, может существовать только на поверхности металлического проводника или «коже», поскольку вихревые токи здесь не отменяют ток.

Хорошие проводники также будут иметь меньшую толщину скин-слоя из-за экранирования наведенных токов, вызванных более заметными вихревыми токами, хорошие проводники также будут давать более постоянный наведенный переменный ток.Кроме того, вихревые токи сами создают собственное магнитное поле, которое противодействует изменению тока внутри металла, поэтому этот ток не меняется во времени, это постоянный ток, тогда как ток, который генерирует изменяющееся во времени магнитное поле, должен был быть переменный ток.

Итак, в заключение, в отличие от постоянного тока, где ток распределяется по всему диаметру провода (и, следовательно, испытывает все сопротивление провода), переменный ток концентрируется около поверхности провода, при этом ток практически не проходит в объеме. .





Важный вывод - с увеличением диаметра проволоки глубина скин-слоя увеличивается. Следовательно, чтобы уменьшить потери на сопротивление, мы можем скрутить провода переменного тока в оплетку.

Это оптимальная конструкция, которая используется практически во всех кабелях переменного тока, от бытовых линий электропередач до опорных кабелей высокого напряжения. Поперечное сечение силового кабеля высокого напряжения, используемого в подвесных опорах


Поскольку наша зависимость от электричества продолжалась и усиливалась в 20-м веке, были разработаны новые материалы для проводов, чтобы оптимизировать мощность передачи электроэнергии.Медь и алюминий обладали идеальными свойствами для передачи переменного тока, были легко доступны и были достаточно легкими, чтобы их можно было быстро установить в опорах передачи. Сейчас разрабатываются новые материалы, такие как графен, которые могут выдерживать большие объемы тока в все более легких проводах.


Провода из высокотемпературных сверхпроводников (ВТСП) также становятся средами для передачи электроэнергии, поскольку сверхпроводники могут переносить ток на единицу площади на несколько порядков больше, чем обычные провода.

Однако эти провода дороги в массовом производстве, требуют передовых технологий изоляции, которые часто включают в себя вакуумные системы, и с 2014 года требуют постоянной подачи жидкого азота для охлаждения материала до сверхпроводящих температур. Также существуют проблемы с гибкостью, поскольку большинство ВТСП-материалов керамические и хрупкие. Следовательно, еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем эту технологию можно будет использовать без существующих линий электропередачи, и они, скорее всего, будут включены в гибридные системы с существующими электрическими сетями.

Сверхпроводники комнатной температуры и сверхпроводники, если они будут разработаны в результате продолжающихся исследований, обещают передачу огромного количества электрического тока без каких-либо потерь, что не только минимизирует количество кабеля, необходимого для самих двигателей генератора, будет намного меньше по размеру.

Несмотря на все наши разработки, в целом мы всегда фокусировались на том, как мы можем передавать энергию через частицы в материи, то есть электроны в проводе. Однако есть другой способ - вместо этого мы можем передавать энергию в виде полей.

Беспроводная передача энергии

Самый распространенный способ, которым мы можем это сделать, - это ближнеполевой электродинамической индукции, которая передает электрическую энергию через свободное пространство в виде индуцированного магнитного поля в части длины волны переменного тока, используемого для генерации магнитного поля (B- поле).

Электротрансформаторы и соленоиды используют этот эффект, однако в этих случаях для направления магнитного поля используется материал, так как это эффект ближнего поля .

Другие технологии, такие как электромагнитные передатчики и приемники, телевизионные / радиоантенны, могут излучать электрическую энергию на большие расстояния, поскольку передатчики и приемники адаптированы для приема в дальнем поле .

Решетки радиотелескопов, чтобы иметь хорошее угловое разрешение, имеют большие размеры, потому что длины волн, которые они принимают, велики, и, следовательно, эффективность сбора энергии будет функцией расстояния между телескопами относительно друг друга. наблюдаемые длины волн, а не эффективность самих телескопов.

Итак, в целом, используя поля, мы можем передавать энергию двумя способами:

Передача излучения - то есть электромагнитное излучение, которое имеет большой радиус действия, но неэффективно, поскольку оно распространяется во всех направлениях (1 / r в квадрате)

Электродинамическая индукция - короткодействующая (1 / r в кубе), но эффективна из-за стационарных полей в фиксированном направлении вокруг катушек.

В случае переноса излучения для электромагнитных передатчиков мы можем коллимировать луч в одном направлении, как лазер или мазер, но мы должны очень точно их фиксировать.Проекты с использованием геостационарных орбитальных платформ на солнечной энергии, синхронизированные с технологиями Глобальной системы позиционирования, могут сделать производство энергии из космоса реальной возможностью, если бы космическая программа имела желание выполнить такую ​​миссию, как выгоды даже от небольшой космической солнечной энергии. растений, будет существенным.


Такие проекты амбициозны и требуют способа сделать орбитальные аванпосты самоподдерживающимися, а также обеспечить устойчивую систему космических полетов, которая может отправлять людей на такие аванпосты в случае возникновения каких-либо проблем.Такие проекты, вероятно, не будут реализованы до тех пор, пока не будет разработан новый многоразовый космический аппарат, который заменит списанный космический шаттл, что, возможно, произойдет только в середине века по консервативным оценкам.

Более того, на поверхности Земли должна существовать крупномасштабная инфраструктура ректенн, чтобы собирать микроволновую энергию из космоса в безопасном месте вдали от других антенн в городах. Следовательно, прежде чем любой такой проект будет реализован, необходимо провести тщательное и осторожное планирование с участием большой иерархии людей.

Тем не менее такие проекты заслуживают рассмотрения, особенно для освоения космоса. Поскольку зависимость от солнца в качестве источника энергии возрастает, необходимо будет найти все больше и больше способов передачи энергии, собираемой от солнца.


Планы на будущее по дистанционному питанию самолетов и космических аппаратов с использованием лазерных технологий также являются будущими областями технологий, которые могут принести многообещающие результаты в течение следующего столетия, особенно в области систем доставки лазерной и микроволновой энергии для авиационных двигателей или силовых установок космических кораблей, работающих от Земли. основанный на лазере / микроволновом источнике, который уменьшил бы количество топлива, необходимое для перевозки на корабле, практически до нуля (кроме газов, необходимых для создания движущей плазмы в самом космосе).

Вероятно, самым известным из этих проектов является прототип лазерной двигательной установки Lightcraft, разработанный в Политехническом институте Ренсселера и запущенный на ракетном полигоне Уайт-Сэндс с помощью CO2-лазера, который обычно используется для тестирования компонентов межконтинентальных баллистических ракет (МБР) на уязвимость. лазерное противодействие от систем стратегической противоракетной обороны, которое может быть использовано в качестве оружия космического базирования для поражения ракет.

Лазерный плазменный движитель "Лайткрафт"

Используя луч шириной 50 см от инфракрасного CO2-лазера мощностью 10 кВт, сфокусированный на параболическое зеркало в основании автомобиля, из газов в воздухе генерируется кольцевая плазма.Воздух в фокусной точке нагревается до температуры от 10 000 до 30 000 кельвинов в десятках атмосфер с помощью килоджоульных лазерных импульсов длительностью 30 микросекунд, повторяющихся 10 раз в секунду. После каждого импульса плазма очень быстро расширяется и охлаждается, создавая тягу и короткую вспышку видимого света. Воздух, проходящий через автомобиль, восполняет запас газа рядом с точкой фокусировки. Алюминиевый корабль имеет диаметр 15 см, массу 50 грамм и гироскопически стабилизирован.

Это импульсный углекислый лазер с самой высокой средней мощностью, работающий в настоящее время в США.С. Команда планирует использовать более мощный СО2-лазер мощностью 150 кВт при подготовке к полетам к границе космоса (высота 100 км). Стоимость лазерных двигателей на несколько порядков ниже, чем у ракет на химическом топливе. Ближайшие применения включают запуск микроспутников.


Современная лазерная технология, используемая в двигателе Lightcraft, в принципе может использоваться для взрыва воздуха с помощью ударных волн, генерируемых плазмой перед космическим кораблем или высотным самолетом, чтобы вызвать воздушный шип впереди транспортного средства, уменьшая сопротивление из-за атмосфера значительно.Плазма будет генерироваться перед транспортным средством с помощью сфокусированного лазерного или микроволнового луча от источника на борту корабля. Импульсный выходной сигнал вызывает серию детонационных волн. Образовавшаяся таким образом ударная волна может затем управлять воздушным потоком вокруг транспортного средства, уменьшая сопротивление и, следовательно, увеличивая топливную эффективность и уменьшая количество необходимого топлива. Такая система также поможет нейтрализовать турбулентность на высоких скоростях, позволив самолетам и космическим кораблям двигаться на более высоких скоростях, а также будет способствовать возвращению в атмосферу для кораблей на орбите.Такие гибридные плазменные и химические системы двигателей могут легко найти применение в технологиях космических самолетов до того, как станет возможным создание полного плазменного двигателя.

Технологические проблемы аналогичны описанным в литературе, касающимся использования плазмы для уменьшения поперечного сечения радара, RCS, в самолетах-невидимках и защиты от электромагнитных импульсов с использованием плазмы для отклонения радио и микроволнового излучения вокруг определенных секций самолета. Такие задачи нетривиальны: исследования того, как диэлектрические плазменные оболочки влияют на радиоволны, начались еще со спутника, первого искусственного спутника, запущенного Советским Союзом 4 октября 1957 года.




При попытке отследить спутник было замечено, что его электромагнитные свойства рассеяния отличались от ожидаемых для проводящей сферы. Это произошло из-за того, что спутник путешествовал внутри плазменной оболочки. Когда спутник летел с высокой скоростью через ионосферу, он был окружен естественной плазменной оболочкой, и из-за этого было два отдельных радиолокационных отражения: первое от поверхности самого спутника, а второе - от плазменной оболочки.Если одно из отражений больше, другое не повлияет на общий эффект. Когда два отражения имеют одинаковый порядок величины и не совпадают по фазе друг с другом, происходит подавление и RCS становится нулевым. Таким образом, аппарат становится невидимым для радаров из-за этого эффективного "плазменного силового поля".




Попытки воспроизвести это с помощью технологии активной плазмы продолжаются и поэтому аналогичны попыткам создания движения плазмы посредством направления энергии с помощью лазерного или микроволнового луча перед летательным аппаратом или вокруг него для устранения сопротивления воздуха.


Используя современные технологии, некоторые системы на борту самолета и, возможно, космического корабля, могут также использовать лазеры и / или микроволны для удаленной подзарядки хотя бы некоторых систем в ситуации, когда приземления избегают, например, для увеличения времени полета самолета или сократить время, затрачиваемое на заправку, если судну необходимо быстро выполнить операцию.
Самолет НАСА с лазерным приводом. Используя лазерный луч, сосредоточенный на панели фотоэлектрических элементов, легкая модель самолета совершает первый полет самолета, работающего от лазерного луча, внутри здания Центра космических полетов им. Маршалла НАСА.

Такие разработки могут стать возможными в будущем, особенно с повышением эффективности солнечных элементов, которые могут позволить некоторым самолетам снизить зависимость от ископаемых видов топлива, которые не только способствуют глобальному потеплению, но и вес которых снижает эффективность работы самого корабля.


В качестве альтернативы, беспроводная передача энергии с помощью электромагнитной индукции является функцией частоты и интенсивности проводника - тока и напряжения, которые создают магнитное поле B.
Чем выше частота, тем больше эффект индукции. Энергия передается от проводника, создающего поля плотности магнитного потока (Передатчик), к любому проводнику, по которому проходит магнитный поток (Приемник).

Связь между двумя проводниками усиливается путем наматывания их в катушки и размещения их близко друг к другу на общей оси, так что магнитное поле одной катушки проходит через другую катушку.


Муфта должна быть герметичной для достижения высокого КПД.Если расстояние от первичной обмотки до вторичной увеличивается, часть магнитного поля будет пропускать вторичную обмотку, снижая связь.


Для этого эффекта ближнего поля мы также должны задать вопрос:
Можем ли мы изменить эффекты электромагнитной индукции, которые дают нам большую степень свободы, для эффективной транспортировки электричества без проводов?

Оказывается, мы можем улучшить беспроводную передачу энергии с помощью резонансных эффектов. В этом методе используются индукторы передатчика и приемника, настроенные на общую частоту.Это позволяет передавать мощность на расстояние в 1/4 или 1/3 размера первичной обмотки. Передающая и приемная катушки обычно представляют собой однослойные соленоиды или плоские спирали с последовательными конденсаторами, которые в сочетании позволяют настраивать приемный элемент на частоту передатчика.

Использование Быстро колеблющееся электростатическое поле, поэтому можно осуществлять мобильную передачу энергии в значительно больших масштабах, используя градиент магнитного поля, собираемый катушкой захвата, тем самым передавая мощность.

Количество энергии, переносимой линиями магнитного поля, связано с величиной кручения в самих линиях магнитного поля. Следовательно, для оптимальной эффективности большая часть силовых линий должна быть передана от катушки передатчика так, чтобы силовые линии связывали две катушки вместе, то есть от центра передатчика к центру приемника.


В общих чертах, цепь передачи энергии будет подключена к индукционной катушке
. Приемник энергии будет подключен к земле.
Воздух действует как диэлектрик между передатчиком и приемником, следовательно, это, по сути, емкостная связь.

Лампа может быть перемещена куда угодно и будет гореть без подключения.



Для этой схемы существует 2 исполнения, исполнение AC-AC:


Дизайн AC-DC








Тот факт, что градиент электрического поля возникает через диэлектрик в конденсаторе, воздух, в результате переменного электростатического поля, должно быть реактивное сопротивление в градиенте электрического поля между передатчиком и приемником, которое действует, чтобы противодействовать изменениям в напряжение на конденсаторе.

Реактивное сопротивление, добавленное к собственному сопротивлению цепи конденсатор + индуктор, создает импеданс градиента электрического поля, который является демпфированием электрического поля на конденсаторе.

Импеданс уменьшается с увеличением частоты переменного тока.

в трансформаторе полное сопротивление устраняется, если отношение количества витков на выходе к числу витков катушки на входе равно квадратному корню из сопротивления выходной катушки к сопротивлению входной катушки:

Коэффициент оборотов = [OutTurns / InTurns]

Коэффициент трансформации = √ [(OutResistance) / (InResistance)]

Это называется согласованием импеданса.

Мощность, которая может быть получена из однородного магнитного поля B, зависит от наведенного напряжения, используемого в приемной катушке. Если рассматривать его как петлю, для синусоидальной формы сигнала получается:

Приемник = 2πf.B.A
, где f = частота и A = площадь шлейфа.

При той же плотности магнитного потока более высокая мощность может передаваться на более высоких частотах. Это означает, что произведение максимальной плотности магнитного потока на частоту имеет значение для передачи энергии.

Для передачи электростатической индукции размер и количество витков во входной катушке также являются физическими параметрами, которые естественным образом влияют на импеданс, поскольку передача энергии происходит между пластинами конденсатора, согласование импеданса может происходить, если частота переменного тока, подаваемого в конденсаторный передатчик, совпадает. частота передачи излучения через пластины конденсатора: которая является резонансной частотой.

Это позволяет электростатическим осциллирующим полям эффективно туннелировать от конденсатора передатчика к конденсатору приемника, если входная частота катушки соответствует резонансной частоте приемника с нулевым импедансом.

С самого начала индуктивной передачи энергии, впервые предложенной Никола Тесла, резонансные цепи использовались для увеличения индуктивной передачи энергии. Сам Тесла с самого начала использовал резонансы в своих первых экспериментах по индуктивной передаче энергии более ста лет назад.

Для систем с низким коэффициентом связи резонансный приемник может улучшить передачу мощности. Резонансная передача энергии - это особый, но широко используемый метод индуктивной передачи энергии, который ограничен теми же ограничениями излучения магнитных полей и эффективности.Явление резонансной связи, при котором два объекта настроены на одну и ту же резонансную частоту, сильно обменивается энергией между двумя объектами, но лишь слабо взаимодействует с другими объектами.

Чтобы понять эффект, его можно сравнить с механическими резонансами.
С механической точки зрения резонанс - это просто другое слово для обозначения вибрации. Когда вы постукиваете по бокалу для вина, он издает звук определенной высоты, например, перезвон. Он «резонирует» на той высоте тона, которая имеет определенную частоту, например, 400 ударов в секунду.Вы можете заставить бокал для вина вибрировать, постучав по нему, но вы также можете заставить его вибрировать, издав звук, очень близкий к его резонансной частоте. Это называется «симпатическим резонансом», потому что стекло «сочувствует» исходному звуку.

Этот эффект можно увидеть в следующем научном эксперименте, если вы возьмете два одинаковых бокала для вина, коснетесь одного и поднесете к другому. Другой начнет немного вибрировать, даже если вы его не постучали:

Учитывая, что провод настроен на определенный тон как механический резонатор.Даже на большом расстоянии и при низком уровне звука генерация акустических волн в воздухе может вызвать вибрацию струны, если высота тона согласована.

Более ярким примером этого является набор бокалов для вина, каждый из которых наполнен до разного уровня, так что он вибрирует с разной частотой звука. Если ваш акустический генератор, которым может быть даже певец, достигает высоты звука, соответствующей частоте одного стекла, стекло может поглотить столько акустической энергии, что оно разобьется; в то время как другие очки могут оставаться нетронутыми.



В электронном виде резонатор в приемнике состоит из индуктивности приемника и конденсатора. Также передатчик может иметь резонатор. Катушки передатчика и приемника можно рассматривать как трансформатор со слабой связью. Для этого можно составить эквивалентную схему, состоящую из намагничивания и паразитной индуктивности.





На приведенной выше диаграмме также показаны сопротивления обмоток. Схема ясно показывает, что резонансные конденсаторы компенсируют паразитную индуктивность в приемнике и индуктивность намагничивания в передатчике.Теперь единственным оставшимся ограничением для передачи энергии является сопротивление обмоток катушек, полное сопротивление которых на один или два порядка ниже, чем у индуктивностей. Следовательно, для данного источника генератора можно получить гораздо больше мощности.

Эта резонансная зависимость была обнаружена в 2006 году исследователями из Массачусетского технологического института, которые хотели сделать беспроводную передачу энергии реальностью для небольших помещений.

в 2007 году команда Массачусетского технологического института опубликовала документ, в котором подробно описывается успешная демонстрация своего прототипа.Они использовали резонирующие катушки для питания лампочки на расстоянии около двух метров

Если мы используем катушку передатчика большего размера с таким же количеством витков на внешней стороне кольца и меньшую катушку приемника с таким же количеством витков катушки внутри кольца, количество силовых линий, которые проходят через передатчик и приемник увеличится, следовательно, увеличится диапазон возможностей передачи до определенной точки.




Это будет работать только до определенного момента, поскольку плотность магнитного поля имеет резкое падение скорости.Следовательно, для переноса энергии на большие расстояния единственным решением является перенос излучения с помощью микроволнового или лазерного излучения.

Размеры для этих расчетов были масштабированы для катушки большего диаметра «D», которая может быть передатчиком или приемником.
Значения показаны как функция осевого расстояния катушек (z / D). Переменной является диаметр меньшей катушки D2.
На рисунке видно, что
КПД резко падает на большем расстоянии (z / D> 1) или при большой разнице размеров катушки (D2 / D <0.3)
Высокий КПД (> 90%) может быть достигнут на близком расстоянии (z / D <0,1) и для катушек аналогичного размера (D2 / D = 0,5..1)

Это показывает, что индуктивная передача энергии на большое расстояние, например в пространство, очень неэффективно. Сегодня мы не можем позволить себе тратить энергию на общие энергетические приложения, используя такую ​​систему.

С другой стороны, рисунок показывает, что индуктивная передача энергии может конкурировать с проводными решениями в условиях непосредственной близости. Беспроводная бесконтактная передача энергии сочетает в себе комфорт и простоту использования с современными требованиями к энергосбережению с использованием бытовых технологий.

Система, будучи бесконтактной, также обеспечивает преимущества для технологий, в которых мобильность является неотъемлемым свойством. Мы уже можем думать о мобильных телефонах и компьютерах, которые найдут применение для этого, но даже электромобили можно заряжать с помощью бесконтактной системы, как показано в этом видео с двумя беспроводными дронами, каждый с другой антенной, которые могут приземляться и «заправляться» "в беспроводном депо без проводных соединений. Это увеличивает возможности автоматизации, поскольку никому не нужно вручную подключать или отключать провода.

Следовательно, конструкция беспроводной передачи энергии даже на короткие расстояния может быть идеальной для портативных устройств, которые зависят от центрального беспроводного передатчика энергии в комнате или офисе для подзарядки электроники.

Использование такой системы также принесет огромную пользу при установке систем освещения, так что не нужно сверлить отверстия в потолках или стенах для подключения света и переключения на электричество в здании, энергия может просто проходить через вместо.


Это также открывает возможность для более простой установки систем солнечных панелей, когда вы можете подключать их к крыше и без необходимости прокладки проводки через стены зданий.
Более того, если есть неисправность в проводке, стену не нужно срывать для ремонта.


Это повысит гибкость систем освещения без серьезных нарушений существующей инфраструктуры.

Тем не менее, беспроводная система питания ограничена потерями мощности, которые возникают в системе. Это потраченная впустую энергия, и в результате потерь выделяется тепло, которое устанавливает верхний предел передаваемой мощности. Следовательно, стратегия оптимизации направлена ​​на минимизацию потерь.

Потери можно выразить как коэффициент потерь

.

что является суммой всех потерь, связанных с переданной мощностью. Более глубокий анализ приводит к минимальному коэффициенту потерь, который может быть достигнут в данной беспроводной энергосистеме, если генератор и нагрузка правильно согласованы:

Что можно упростить до

(Подробное решение этой оптимизации потерь см. В разделе примечания )

Уравнение графически показано на рисунке 3.Уравнение зависит только от двух основных параметров беспроводной системы электропитания: коэффициента связи k между приемником и катушкой передатчика и коэффициента качества системы Q. Коэффициент качества системы - это среднее геометрическое значение коэффициентов качества передатчика и приемника.
Уравнение предлагает произведение коэффициента качества системы Q и коэффициента связи k в качестве общего показателя качества (FOM). Это означает, что коэффициент качества системы и коэффициент связи определяют производительность эквивалентным образом.Плохое соединение можно линейно компенсировать за счет более высокого коэффициента качества и наоборот.






Отношение индуктивности L к сопротивлению R катушки остается постоянным для различных конфигураций обмоток одного и того же объема и формы. Имеет смысл определить это значение как показатель качества, позволяющий различать различные конструкции катушек. Добротность Q определяется этим соотношением.
Напряжение, которое индуцируется таким же током в катушке индуктивности, масштабируется с частотой f и, следовательно, с полной мощностью в устройстве.Общее определение добротности основано на отношении полной мощности к потерям мощности в устройстве. Из этого определения коэффициент качества катушки получается:

с ω = 2πf:


Коэффициент качества Q может иметь значение от 0 до бесконечности, хотя для катушек трудно получить значения, намного превышающие 1000. Для массового производства вы можете ожидать значения около 100. Коэффициент качества ниже 10 не очень полезен. Эти значения следует рассматривать как типичный порядок величины.

Для фиксированной рабочей частоты добротность Q в основном зависит от формы и размера катушки, а также от используемых материалов. Коэффициенты качества обычно указываются для стандартных катушек (например, катушек с проволочной обмоткой, катушек для печатных плат).

В зависимости от расстояния между передающей и приемной катушками только часть магнитного потока, создаваемого катушкой передатчика, проникает в катушку приемника и способствует передаче энергии. Чем больше магнитный поток достигает приемника, тем лучше связаны катушки.Степень связи выражается коэффициентом связи k.

Коэффициент связи - значение от 0 до 1,1, выражает идеальную связь, то есть весь генерируемый поток проходит через катушку приемника. 0 обозначает систему, в которой катушки передатчика и приемника независимы друг от друга.
Коэффициент связи определяется расстоянием между индукторами и их относительным размером. Кроме того, это определяется формой катушек и углом между ними. Если катушки выровнены по оси, смещение вызывает уменьшение k. Коэффициент связи k определяется по формуле:

Это получается из общей системы уравнений для связанных индукторов:

где U 1 и U 2 - напряжения, приложенные к катушкам, I 1 и I 2 - токи в катушках, L 1 и L 2 - собственные индуктивности, L 12 - индуктивность связи, а ω = 2πf - круговая частота.
Коэффициент связи может быть измерен в существующей системе как относительное напряжение разомкнутого контура u:

Если две катушки имеют одинаковое значение индуктивности, измеренное напряжение разомкнутого контура u равно k.

Хорошим инструментом для анализа резонансной связи является «отраженное сопротивление». На рис.1 (а) показана модель связанной цепи с конденсатором Cs, добавленным последовательно со вторичной обмоткой для образования резонансного резервуара. Rp, Lp, Rs и Ls - это сопротивление и индуктивность первичной и вторичной обмоток соответственно. M - взаимная индуктивность между первичной и вторичной обмотками. RL представляет собой эквивалентное сопротивление нагрузки. Рис.1 (b) представляет собой эквивалентную модель первичной цепи с отраженным импедансом.

Отраженный импеданс Zr можно выразить следующими уравнениями:

в котором ReZr - действительная часть отраженного импеданса. Его необходимо максимизировать для достижения максимальной первичной эффективности.
Анализируя приведенные выше уравнения, можно обнаружить, что, когда вторичная обмотка работает в условиях резонанса


отраженное сопротивление ReZr имеет максимальное свойство и равно

если

Более того, если

тогда в конечном частотном диапазоне нет точки максимума.
Также можно обнаружить, что указанное максимальное ReZr может быть дополнительно увеличено с увеличением частоты, увеличением взаимной индуктивности или уменьшением сопротивления нагрузки и сопротивления вторичной обмотки. Но следует отметить, что существенное уменьшение сопротивления нагрузки может повлиять на вторичный КПД, потому что вторичный КПД равен

В самом деле, другие резонансные топологии (например, параллельный резонанс или комбинация последовательного и параллельного) также могут использоваться на вторичной стороне.Их можно анализировать и оптимизировать с помощью аналогичного подхода, описанного выше.

Будущие усовершенствования в беспроводной передаче: электромагнитные метаматериалы запрещенной зоны



Термин «метаматериал» происходит от греческого слова «мета», что означает «за пределами», то есть материал со свойствами, превосходящими обычные материалы. Что это значит? Самое простое научное определение метаматериала состоит в том, что это макроскопический композит, имеющий искусственно созданную трехмерную периодическую ячеистую архитектуру, предназначенную для создания оптимизированной комбинации, недоступной в природе, двух или более реакций на электромагнитное возбуждение.
Другими словами, каждый клеточный компонент метаматериала должен поглощать и переизлучать как электрические, так и магнитные компоненты электромагнитного излучения при возбуждении, чтобы материал стал метаматериалом.

Однако в метаматериале сумма всех клеточных компонентов не подчиняется «правилу смесей», как это видно в «обычных» композитных материалах. Правило смесей - это метод, используемый для оценки свойств композиционного материала, предполагающий, что эти свойства представляют собой простое средневзвешенное значение свойств отдельного компонента, диспергированного в матрице или фазе.Другими словами, характеристики всего метаматериала - это не просто умножение свойств одного клеточного компонента.

Обычным ячеистым компонентом метаматериала для радио- и сверхвысокочастотного диапазона являются кольцевые резонаторы с разъемными кольцами, которые как отдельные структуры ведут себя совершенно иначе, чем в структуре композитного метаматериала, следовательно, метаматериалы нарушают «правило смесей».

Стоит отметить некоторые особенности этих определений метаматериалов.Спроектированный материал может представлять собой комбинацию различных типов материалов и / или структур, используемых для получения желаемых свойств материала. Примерами этого являются использование периодических или апериодических решетчатых поверхностей и / или использование различных материалов в подходящей комбинации. Синтетические материалы могут включать способы введения переходных отверстий, пустот или полостей в обычный диэлектрик с потенциально заполненными пустотами / полостями, включая диэлектрические и / или магнитные материалы со свойствами, отличными от окружающей объемной среды.Затем можно применить наслоение таких композитных материалов для получения объемного материала с желаемыми свойствами материала.

Изучение метаматериалов было начато с научной статьи в 1968 году русского физика Виктора Весальго, который выдвинул гипотезу об отрицательном преломлении, при котором световой луч изгибается в отрицательном направлении по сравнению с обычным изгибом луча в положительном направлении для положительного индекса. среды, может возникнуть, если как электрическая, так и магнитная проницаемость материала отрицательны.



Физик Виктор Весальго, выдвинувший гипотезу о существовании метаматериалов в 1968 году


его предсказание подтвердилось 33 годами позже, когда Дэвид Смит и др. создали композитный материал с отрицательным показателем преломления, а сэр Джон Пендри показал, что планарная линза, предложенная Веселаго, может обеспечить значительно улучшенное разрешение, который изучал свойства электромагнитной передачи через гипотетическую среду. с показателем преломления, который предполагался отрицательным.

После достижений Смита и Пендри с метаматериалами Веселаго понял, что самый важный вклад его оригинальной статьи состоит не в том, что композитный материал может быть разработан для создания отрицательного преломления, а в том, что композитный материал может быть разработан для получения любых значений диэлектрической проницаемости и проницаемости. . По крайней мере, часть его исследовательских целей заключалась в том, чтобы критически пересмотреть все формулы классической электродинамики, которые включают диэлектрическую проницаемость, магнитную проницаемость или показатель преломления.

В результате обширных исследований была открыта возможность использования различных периодических поверхностей как способа обеспечения уникальных свойств материала. Следует отметить, что, хотя эти свойства были продемонстрированы на периодических структурах, периодичность не требуется для создания метаматериала.

Хотя заголовки приложений, таких как маскировка и невидимость, пользуются большой популярностью у общественности, существует множество практических, но часто упускаемых из виду проблем в применении метаматериалов в реальных приложениях.Из-за резонансной природы большинства решений из метаматериалов подходы к достижению эффективных свойств широкополосной связи являются сложными. Принцип потери или рассеяния электромагнитной энергии за счет ее взаимодействия с материалом представляет собой серьезный барьер для приложений, требующих прозрачности или высокоэффективной передачи.

Кроме того, создание производимых объемных материалов, помимо нескольких уложенных друг на друга поверхностей, может стать серьезной проблемой для инженеров-материаловедов и инженеров-технологов.Сложность этого процесса усугубляется по мере того, как характеристики метаматериала уменьшаются до наномасштаба, необходимого для оптических частот. В конечном счете, успех метаматериалов требует упора на способность моделировать, проектировать и производить их для системных приложений. Сам Веселаго считал, что следующим большим прорывом в области метаматериалов станет производство прозрачных метаматериалов с низким поглощением, которые могут открыть возможность широкополосного отрицательного преломления в инфракрасном и видимом диапазоне спектра.

Метаматериалы могут предоставить средства для повышения производительности и размера беспроводных компонентов - например, путем создания многофункциональных антенн и уменьшения размера и стоимости внешней фильтрации. Однако по мере того, как антенны становятся меньше, качество классических метаматериалов снижается по мере уменьшения степени изоляции, поскольку резонаторы расположены ближе друг к другу, что создает перекрестные помехи между ними, что заставляет участки метаматериала гасить сигнал.



Структура метаматериала с электромагнитной полосой пропускания (EBG) может использоваться для увеличения изоляции между антеннами, расположенными близко друг к другу.Эффект развязки зависит не только от частоты, но также от поляризации и конфигурации плоскости связи. Короче говоря, метаматериал EBG влияет на фотоны так же, как полупроводниковые материалы влияют на электроны, поскольку он, по сути, позволяет блокировать электромагнитные волны, распространяющиеся через метаматериал. Это исследование основано на поиске средств для создания схем, использующих электромагнитные волны вместо электрических токов, для использования в технологии датчиков и интегральных схем.

При проектировании структуры EBG необходимо следить за тем, чтобы не применялись неправильная частота и поляризация, поскольку это увеличило бы связь между устройствами.Эта проблема проектирования подчеркивает необходимость детального моделирования таких структур.



EBG могут быть основаны на пассивных кольцевых резонаторах из метаматериала с разъемными кольцами с диодами, которые демонстрируют переменную емкость, то есть эффект варикапа , который при вставке в разъемный кольцевой резонатор дает переменную частотную характеристику.


Цепь из метаматериала резонатора с разделенным кольцом варикапа


Эксперименты с эффектом варикапа не должны оставаться в сфере передовой электроники или в лабораториях физики твердого тела.Все устройства с полупроводниковым переходом демонстрируют этот эффект, иногда даже в удивительной степени. Хотя многие обычные устройства демонстрируют этот эффект, они не предназначены для этой цели, поэтому эффект может широко варьироваться от одной партии определенного устройства к другой.

Электронный компонент ниже представляет собой варикап-диод, используемый в проводящем углеродном метаматериале кольцевого резонатора EBG.


Варикап-диоды, обычно используемые в метаматериалах EBG, имеют порядок 16 пикофарад.

На практике варикап Philips BA 102 и обычный выпрямительный диод 1N5408 демонстрируют аналогичные изменения в емкости перехода.Таким образом, в метаматериалы может быть много вкраплений дешевой электроники, что позволяет легко и дешево производить их массово.

Тем не менее, для качественного тестирования разъемных кольцевых резонаторов в прототипах метаматериалов рекомендуется использовать высококачественные варикап-диоды для первоначального тестирования, после чего разумно проверить, можно ли использовать более дешевые типы диодов для массового производства метаматериалов.

Используя настроенные метаматериалы EBG, разделенные кольцевые резонаторы варикапа действуют как несколько кооперативных генераторов потока, которые могут использоваться для увеличения диапазона и гибкости технологий беспроводной передачи энергии за счет фокусировки магнитной индукции, рассеянной по большой площади от большого передатчика до узкого приемник в качестве метаматериала фокусирует индукцию как линза.



Метаматериал, действующий как линза, фокусирующая широкое распространение магнитоиндуктивных волн. Такая линза увеличивает расстояние беспроводной передачи энергии, так же как оптическая линза в телескопе увеличивает интенсивность света при единственном фокусе


Сфокусируя магнитоиндуктивные волны и связанные с ними режимы распространения метаматериалов, метаматериалы EBG предоставляют потенциальные средства для беспроводной передачи энергии на приемные терминалы, связанные с ближним полем.

Использование антенн из метаматериала EBG в схеме беспроводного приемника энергии позволяет значительно увеличить дальность беспроводной передачи энергии. Следующая схема иллюстрирует такой приемник

.






вместе с видео демонстрацией его создания и работы




Эти метаматериалы были изготовлены с использованием электропроводных эпоксидных чернил для принтера. Я приготовил порошок графита, смешанный с эпоксидным клеем, который был смешан в соотношении 3: 5 со стандартными черными чернилами для струйного принтера, которые, когда принтер был настроен для печати метаматериала на Максимально возможное разрешение (качество фото HD) позволяло печатать и сушить метаматериальную схему прямо с компьютера.





Для оценки качества было проведено сравнительное тестирование метаматериалов проводящих углеродных чернил со стандартными метаматериалами медных печатных плат, полученными с помощью фотолитографии. Цепи из метаматериалов не так хороши, как печатные платы из чистой меди, поскольку они быстрее разлагаются, тем не менее, их легче и дешевле производить массово, они более гибкие и биоразлагаемые.
Передача мощности в устройствах с магнитоиндуктивной волной, MIW, ограничена двумя основными факторами: затуханием и электрическим пробоем, при этом затухание уменьшается при высоком уровне связи (и низком сопротивлении элемента), в то время как пробой в значительной степени ограничивается компонентами, используемыми для изготовления ячейки MIW.

Следовательно, делая ячейки из материала с высоким сопротивлением затуханию и электрическому пробою, то есть материала, который может выдерживать высокую электрическую нагрузку, мы можем добиться серьезного прогресса.

Поэтому графен открывает огромные перспективы в этой области. поэтому производство метаматериалов на основе графена для использования в магнитоиндукционной передаче может значительно улучшить диапазон беспроводной резонансной индукционной передачи электричества. Исследования по созданию структуры метаматериала графена со световым описанием из наноструктурированного оксида графена продолжаются, чтобы попытаться сделать это возможным.

В этом смысле метаматериалы всех видов могут содержать ключ к увеличению диапазона передачи электромагнитной индукции до такой степени, что мы можем представить хотя бы небольшие приборы (экраны телевизоров, ноутбуки, телефоны, фонари и т. Д.) В диапазоне нескольких метров. , получающих питание по беспроводной сети от единственного локального источника, то есть небольшого накопителя энергии для солнечной, ветровой или тепловой энергии.

Фазовый сдвиг - еще одна функция, которую можно легко реализовать с помощью настроенных метаматериалов, предоставляя дополнительные возможности для проектирования беспроводного оборудования.Если активировать структуру из метаматериала, то можно было бы получить еще больше преимуществ, например, создать антенну и фильтрующий интерфейс, который мог бы работать в нескольких частотных диапазонах, обеспечивая широкополосную беспроводную передачу энергии, которая может быть настроена на определенные диапазоны для определенных требований к энергии.

По мере продолжения прогресса, развитие беспроводных энергетических технологий объединит множество различных областей техники и физики, в результате чего эта технология станет более распространенной, поскольку традиционные централизованные системы распределения энергии модернизируются и гибридизируются с децентрализованными системами распределения энергии по всему миру. ближайшие десятилетия.






Примечания:


Оптимизационное решение для повышения эффективности канала


В настоящее время доступны усовершенствования в этой технологии в двух основных областях:

(1) резонансная настройка эффективного сопротивления нагрузки между передающей и принимающей катушками

(2) экранирование ферромагнитного сердечника для увеличения коэффициента магнитной связи

Оба из них относятся к увеличению связи между передатчиком и приемником.

Эффективность электродинамической индукции называется эффективностью звена, η звено . Это мера способности первичной и вторичной катушек передавать энергию от одной катушки к другой:

Где:

k = коэффициент магнитной связи

= Коэффициент качества первичного контура без нагрузки

= Коэффициент качества вторичного контура без нагрузки

= Q E = Эффективный Q

Где:

R E = эффективное сопротивление нагрузки, которое моделирует выпрямитель, включая конденсатор выходного фильтра и фактическое сопротивление нагрузки R L .Соотношение между R E и R L составляет

Если на вторичной стороне используется последовательный резонанс

ω = Первичная угловая скорость (2πf)
ω 2 = Вторичная угловая скорость (2πf 2 )
L 1 = Первичная индуктивность по Генри
r 1 = Первичное сопротивление постоянному току в Ом
L 2 = Вторичная индуктивность по Генри
r 2 = Вторичное сопротивление постоянному току в Ом

Загруженная добротность:

Для максимальной эффективности:
Настройте связь на вторичную резонансную частоту
Установите эффективное сопротивление нагрузки на:

Для максимального увеличения kQ (добротность):

Q называется коэффициентом качества системы.Следует отметить, что низкая магнитная связь может быть компенсирована повышенным коэффициентом качества системы.

Следовательно, оптимальный КПД =


Оптимальная эффективность линии связи в зависимости от добротности катушек, которая составляет η opt по сравнению с kQ.

Одним из способов управления высоким значением k является использование ферромагнитного экрана (сердечника) для увеличения коэффициента магнитной связи и уменьшения паразитного магнитного поля. Вот почему в электрических трансформаторах используется железный сердечник, как показано во вводной части этой статьи.

Другой способ управлять высокоэффективным индуктивным решением - это максимизировать добротность или добротность индуктивных катушек.

Как правило, для любого типа катушки коэффициент магнитной связи k может быть улучшен за счет уменьшения вертикального расстояния между катушками и выравнивания катушек по вертикали, поскольку поперечное смещение и угловое смещение снижают эффективность.




Как работает беспроводная передача энергии

Беспроводная передача энергии - это процесс, в котором электрическая энергия передается от одной системы к другой посредством электромагнитных волн без использования проводов или какого-либо физического контакта.

В этом посте мы обсудим, как работает беспроводная передача энергии или передача электроэнергии по воздуху без использования проводов.

Возможно, вы уже сталкивались с этой технологией и, возможно, изучали множество связанных теорий в Интернете.

Хотя в Интернете может быть полно таких статей, объясняющих концепцию с помощью примеров и видео, читатель по большей части не понимает основной принцип, регулирующий технологию, и ее перспективы на будущее.

Как работает беспроводная передача электроэнергии

В этой статье мы примерно попытаемся получить представление о том, как происходит или работает беспроводная передача электроэнергии или происходит проводимость, и почему эту идею так сложно реализовать на больших расстояниях.

Самый распространенный и классический пример беспроводной передачи энергии - это наша старая технология радио и телевидения, которая работает, посылая электрические волны (RF) из одной точки в другую без кабелей для предполагаемой передачи данных.

Сложность

Однако недостатком этой технологии является то, что она не может передавать волны с большим током, так что передаваемая мощность становится значимой и пригодной для использования на принимающей стороне для возбуждения потенциальной электрической нагрузки.

Эта проблема становится сложной, поскольку сопротивление воздуха может составлять миллионы мегаомов и, таким образом, чрезвычайно трудно преодолеть.

Еще одна проблема, которая еще больше усложняет передачу на большие расстояния, - это возможность фокусировки мощности к месту назначения.

Если передаваемому току разрешено рассеиваться под большим углом, приемник-получатель может не получить отправляемую мощность и, возможно, сможет получить только ее часть, что сделает операцию крайне неэффективной.

Однако передача электричества на короткие расстояния без проводов выглядит намного проще и была успешно реализована многими просто потому, что для коротких расстояний описанные выше ограничения никогда не становятся проблемой.

Для беспроводной передачи энергии на короткие расстояния сопротивление воздуха намного меньше, в диапазоне нескольких 1000 мегом (или даже меньше, в зависимости от уровня близости), и передача становится возможной довольно эффективно с включением высоких ток и высокая частота.

Получение оптимального диапазона

Для достижения оптимальной эффективности по расстоянию до тока частота передачи становится наиболее важным параметром в работе.

Более высокие частоты позволяют более эффективно преодолевать большие расстояния, и, следовательно, это один элемент, которому необходимо следовать при разработке устройства беспроводной передачи энергии.

Еще одним параметром, который упрощает передачу, является уровень напряжения, более высокие напряжения позволяют задействовать меньший ток и сохранить компактность устройства.

Теперь давайте попробуем понять концепцию с помощью простой схемы:

Схема установки

Список деталей

R1 = 10 Ом
L1 = 9-0-9 витков, то есть 18 витков с Отводите по центру с помощью эмалированного медного провода 30 SWG.
L2 = 18 витков при использовании суперэмалированного медного провода 30 SWG.
T1 = 2N2222
D1 ---- D4 = 1N4007
C1 = 100 мкФ / 25 В
3 В = 2 ячейки AAA 1,5 В последовательно

На изображении выше показана простая схема беспроводной передачи энергии, состоящая из каскада передатчика слева и каскад приемника на правой стороне конструкции.

Обе ступени можно увидеть разделенными значительным воздушным зазором для предполагаемого переключения электроэнергии.

Как это работает

Каскад передатчика мощности выглядит как схема генератора, созданная через цепь обратной связи через NPN-транзистор и катушку индуктивности.

Да, верно, передатчик действительно представляет собой каскад генератора, который работает по двухтактной схеме для создания пульсирующего высокочастотного тока в соответствующей катушке (L1).

Индуцированный высокочастотный ток вызывает соответствующее количество электромагнитных волн вокруг катушки.

Находясь на высокой частоте, это электромагнитное поле способно разорваться через воздушный зазор вокруг него и распространиться на допустимое расстояние в зависимости от его номинального тока.

Можно увидеть каскад приемника, состоящий только из дополнительной катушки индуктивности L2, очень похожей на L1, единственная роль которой заключается в приеме передаваемых электромагнитных волн и их преобразовании обратно в разность потенциалов или электричество, хотя и на более низком уровне мощности из-за связаны с потерями при передаче по воздуху.

Электромагнитные волны, генерируемые L1, излучаются повсюду, а L2, находящийся где-то на линии, поражается этими электромагнитными волнами. Когда это происходит, электроны внутри проводов L2 вынуждены колебаться с той же скоростью, что и электромагнитные волны, что в конечном итоге приводит к индуцированному электричеству и через L2.

Электроэнергия выпрямляется и фильтруется соответствующим образом подключенным мостовым выпрямителем и C1, составляющим эквивалентный выход постоянного тока на показанных выходных клеммах.

На самом деле, если мы внимательно рассмотрим принцип работы беспроводной передачи энергии, мы не обнаружим ничего нового, кроме нашей устаревшей трансформаторной технологии, которую мы обычно используем в наших источниках питания, блоках SMPS и т. Д.

Единственное отличие состоит в отсутствии сердечника, который мы обычно находим в наших обычных трансформаторах питания. Ядро помогает максимизировать (сконцентрировать) процесс передачи энергии и вносить минимальные потери, что, в свою очередь, значительно увеличивает эффективность

Выбор сердечника индуктора

Ядро также позволяет использовать относительно более низкие частоты для процесса, чтобы быть с точностью от 50 до 100 Гц для трансформаторов с железным сердечником и в пределах 100 кГц для трансформаторов с ферритовым сердечником.

Однако в предлагаемой нами статье о том, как работает беспроводная передача энергии, поскольку две секции должны быть полностью отделены друг от друга, использование ядра становится невозможным, и система вынуждена работать без комфорта помощи ядро.

Без сердечника становится важным использование относительно более высокой частоты, а также более высокого тока, чтобы передача могла инициироваться, что может напрямую зависеть от расстояния между передающим и приемным каскадами.

Обобщая концепцию

Подводя итог, из приведенного выше обсуждения мы можем предположить, что для реализации оптимальной передачи мощности по воздуху нам необходимо иметь следующие параметры, включенные в конструкцию:

Правильно подобранное соотношение катушек относительно предполагаемое индукционное напряжение.

Высокая частота в диапазоне от 200 кГц до 500 кГц или выше для катушки передатчика.

И большой ток для катушки передатчика, в зависимости от того, на какое расстояние необходимо передать излучаемые электромагнитные волны.

Для получения дополнительной информации о том, как работает беспроводная передача, не стесняйтесь комментировать.

О Swagatam

Я инженер-электронщик (dipIETE), любитель, изобретатель, разработчик схем / печатных плат, производитель. Я также являюсь основателем веб-сайта: https://www.homemade-circuits.com/, где я люблю делиться своими инновационными идеями и руководствами по схемам.
Если у вас есть какие-либо вопросы, связанные со схемами, вы можете взаимодействовать с ними через комментарии, я буду очень рад помочь!

Справочник: Беспроводная передача электроэнергии - PESwiki.com

PowerPedia: Беспроводная передача электричества, также известная как беспроводная передача энергии, - это процесс, который происходит в любой системе, где электромагнитная энергия передается от источника питания (например, катушки Тесла) на электрическую нагрузку без соединительных проводов. Беспроводная передача используется в тех случаях, когда соединительные провода неудобны, опасны или невозможны. Хотя физика может быть похожей (зависит от типа используемой волны), существует отличие от электромагнитной передачи с целью передачи информации (радио), где количество передаваемой мощности важно только тогда, когда оно влияет на целостность сигнала. .

: «Две катушки с согласованным резонансом на точно совпадающей частоте на обоих концах = беспроводная мощность».

История
Беспроводная технология

восходит к экспериментам Tesla в Колорадо в начале 1900-х годов.

Когда Тесла умер, правительство взяло все его бумаги и засекретило их. Они вернули большую часть этих документов в страну, где родился Тесла, но похоже, что правительство США удержало некоторые из этих документов, чтобы скрыть определенные технологии от общественности.

Беспроводная передача электроэнергии в стиле Тесла обошла бы измерения энергии, которые в изобилии доступны. Вот почему Дж. П. Морган забрал финансирование у Теслы, когда он строил башню Уорденклиф на Лонг-Айленде, чтобы обеспечить мир беспроводной энергией.

Каталог: Журналы> Каталог: Журнал Infinite Energy / Каталог: Никола Тесла> Бесконечная энергия: Выпуск 89: Электрический гений Николы Теслы - борьба за сохранение Wardenclyffe Теслы • Беспроводная энергия Теслы • Тесла vs.Эйнштейн: преодолевая скорость света • Достижения Теслы в районе Ниагарского водопада • Атмосферные исследования Теслы в связи с пирамидами • Электромагнитные исцеляющие устройства Теслы • Высокочастотные осцилляторы для электротерапевтических целей • Чистая термоядерная энергия от сталкивающихся сферомаков высокой плотности • Уникальная природа сверхпроводника при комнатной температуре (январь / февраль 2010 г.)
Видео

8dzLGASozwM

(2,05 минуты) Катушка Тесла - Беспроводная передача энергии

Улавливает все эти микроволны, радиоволны, телевизионные волны, электромагнитное излучение и мозговые волны из атмосферы.(YouTube, 21 октября 2007 г.)

Компании
Блог о бесплатной энергии

: 2014: 03: 16 - «На самом деле мы не добавляем электричество в воздух. Мы создаем магнитное поле в воздухе». Это работает так: WiTricity строит «Источник Резонатор». (Блог Free Energy, 16 марта 2014 г.)

Справочник: Никола Тесла> Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Новый наземный лазер может неограниченно продлевать время полета дронов - Lockheed-Martin уже использует то, что, вероятно, связано с изобретением Tesla (они утверждают, что оно является собственностью), для беспроводной передачи 40 Вт энергии. энергия передается с земли дронам через лазеры, что позволяет им оставаться в воздухе, возможно, бесконечно.Полетом дрона управляет приставка Xbox360. (EndTheLie / Wired 13 июля 2012 г.) Справочник: Беспроводная передача электроэнергии / Справочник: Электромобили> Справочник: Станции подзарядки электромобилей> В Великобритании запущено первое в мире беспроводное зарядное устройство для электромобилей - IPT (Induction Power Transfer) - первая в мире коммерчески доступная система беспроводной зарядки электромобилей, флагманский продукт стартап-компании HaloIPT. Уникальная система зарядки компании была описана как самый безопасный, эффективный и эффективный способ передачи энергии без проводов.(Обитание, 2 ноября 2010 г.) Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> GM инвестирует в технологию беспроводной зарядки - GM объявила, что инвестирует 5 миллионов долларов в PowerMat, который использует индуктивную зарядку, передающую электричество через магниты без какого-либо физического соединения. PowerMat будет размещен на центральной консоли спереди, а для задних пассажиров также будет установлен коврик. (Gas 2.0, 6 января 2011 г.) Беспроводное питание

дает энергию для многих устройств - «Проводное соединение» на выставке CES 2009, видеоинтервью - Используя принципы магнитной индукции, Powermat соединяет ультратонкий коврик с приемником, который подключается к вашему устройству.Две части системы Powermat - коврики и приемник - работают вместе. (Телеграмма 9 января 2009 г.)

Последнее: Справочник: Беспроводная передача электроэнергии / Справочник: Зарядные устройства> Справочник: Беспроводная передача энергии eCoupled - технология eCoupled от Fulton Innovation, влечет за собой индуктивно связанную силовую цепь, которая динамически ищет резонанс с заряжаемым устройством (ами). В 2009 году ожидается выход многих продуктов в связи с Motorola, Energizer и Texas Instruments. (PESWiki, 19 декабря 2008 г.)

PowerBeam приближается к запуску беспроводного электричества - PowerBeam ™ революционизирует режим передачи энергии, интегрируя оптическую технологию для получения безопасной, надежной и обильной беспроводной энергии с использованием лазерных лучей класса 1.(Видео)

Проектов
Последнее: Справочник: Электромагнитные> Справочник: Твердотельные генераторы / Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Справочник: Катушка Тесла> Квантовый резонансный гиратор воплощает простую технологию Тесла - Электрик и бизнесмен по имени Тон Койпер изобрел схему, которая, как утверждается, для создания продольных волн и многих эффектов технологии Николы Теслы, питаясь только от нескольких девятвольтовых батарей. Предоставляется схема и видео.(PESN и BeforeItsNews 18 января 2012 г.) Последний / Произошла ошибка при работе с вики: Код [1] / Каталог: Электромагнитные> PowerPedia: Теория скалярного поля> Каталог: Твердотельные генераторы> Каталог: Никола Тесла> Каталог: Катушка Тесла> ОС: Тесла, Мейл, и Беспроводная передача эфирной энергии Джексона> ОС: Беспроводная передача эфирной энергии Теслы, Мейла и Джексона - для облегчения воспроизведения этих планов, а также для характеристики, оптимизации, улучшения и создания огромного количества приложений, которые могут быть получены с ее помощью. , в том числе: 1) использование эфирной энергии, 2) сверхсветовая связь, 3) беспроводная передача энергии через любой барьер, 4) антигравитационные возможности и 5) создание защитных щитов, чтобы сделать традиционные войны устаревшими.(PESWiki 21 апреля 2011 г.) Последнее: Справочник: Беспроводная передача электроэнергии / Справочник: Электромагнитные> Справочник: Твердотельные генераторы> Справочник: Никола Тесла> ОС: Беспроводная эфирная передача энергии Теслы, Мейла и Джексона> Однопроводная передача Теслы от Билла Вильямса - Билл Вильямс опубликовал видео на YouTube, демонстрирующее передачу мощности как по беспроводной сети, так и по одному проводу. Демонстрация, похоже, подтверждает результаты других репликаторов, работающих над технологиями Tesla.(PESN и BeforeItsNews, 14 июня 2011 г.)
Освещение
Справочник: Освещение / Справочник: Никола Тесла> Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Беспроводное освещение и многое другое Вилле Пийпполы - «Я исследовал беспроводное освещение на основе исследования Николы Тесла и пространственной когерентности энергии Рональда Р. Стиффлера. Результаты впечатляют. Эти страницы содержат нетрадиционные исследования в области природных энергий, особые интересы в области магнетизма и тонких энергий.Цель состоит в том, чтобы искать новые инновации для будущего благополучия и делиться информацией с исследователями ». (VillesResearch 12 сентября 2012 г.)
Исследования и разработки
Последнее: Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Справочник: Электромагнитный> Справочник: Magnevex> Справочник: Майкл Лис из Magnevex: Серия «Исследование силы» - Майкл Лис опубликовал три новых видео, показывающих различные его катушки беспроводной передачи Tesla (с одной провод между ними) работает в резонансе.У одних силовые фары, у других силовые моторы, вентиляторы. Он также демонстрирует передачу через грязь растений. (PESWiki, 9 марта 2012 г.)

Справочник: Батареи> Студент инженерного факультета Карлтона создает инновационное изобретение для продления срока службы батареи - Атиф Шамим, аспирант по электронике в Карлтонском университете, построил прототип, который продлевает срок службы батареи портативных гаджетов, таких как iPhone и BlackBerry, за счет избавления от все провода, используемые для соединения электронных схем с антенной.(4-страничный PDF-файл журнала Microwave Journal) (Slashdot) (Университет Карелтона, 27 ноября 2008 г.)

Передача глобальной энергии
Последнее: Справочник: Никола Тесла> PowerPedia: Башня Уорденклиф / Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Справочник: Глобальная передача энергии - Проект воспроизводства башни Тесла Ворденклиф - Международная группа из России запустила еще один сбор средств, чтобы сделать следующий шаг по воспроизведению Теслы Мечтайте о том, чтобы зарядить мир без проводов в любом месте, источник которого может быть чистым.(PESN 8 июня 2015 г.)
Герцог Пауэр

Блог бесплатной энергии: 2013: 11:14 (Блог бесплатной энергии 14 ноября 2013 г.)

Intel

Intel вступает в игру с беспроводным электричеством - Intel, крупнейший в мире производитель микросхем, продемонстрировал форму беспроводной передачи энергии, зажег 60-ваттную лампочку от источника питания на расстоянии трех футов, что называется эффектом WREL (беспроводной резонансный сигнал). энергетическая ссылка). Если уловка звучит знакомо, это потому, что исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) сообщили о том же в прошлом году под названием WiTricity.(YouTube) (Каталог благодарностей: Bedini SG: Репликации: PES: Susan Carter) (Scientific American 22 августа 2008 г.)

MIT WiTricity

http://www.witricitynet.com - независимое покрытие

Эрик Гилер демонстрирует беспроводную электроэнергию на TEDGlobal 2009 - Эрик Гилер проводит десятиминутную демонстрацию на выставке TEDGlobal в этом году, демонстрируя, как беспроводная энергия кажется очень близкой к прорыву на основной рынок. Он без проводов питает телевизор с расстояния 6.5 футов, а затем приступает к зарядке сотовых телефонов Nokia, Apple и T-Mobile. (GizMag 30 августа 2009 г.)

MIT's Wireless Power - В духе PowerPedia: мечта Николы Теслы о беспроводной энергии, физик MIT Марин Солячич работает над способом беспроводной передачи энергии, как эффективно, так и безопасно. Теперь его работа вошла в список TR10 MIT Technology Review за 2008 г. (MIT Technology Review, март / апрель 2008 г.)

Электричество в воздухе - Если беспроводное питание оправдает ожидания, наш «беспроводной» мир наконец-то оправдает свое название.Разветвления работы Массачусетского технологического института над WiTricity, воплощающие мечту Теслы в жизнь. (Popular Science, 23 января)

MIT без проводов питает лампочку - команда из Массачусетского технологического института экспериментально продемонстрировала, что при освещении лампочки мощностью 60 Вт от источника питания на расстоянии семи футов (более двух метров) не было физического соединения между источником и устройством. Команда Массачусетского технологического института называет свою концепцию «WiTricity» (как в случае с беспроводным электричеством) (PhysOrg, 7 июня 2007 г.) (см. Обсуждение Slashdot).

Nevada Lightning Lab

обеспечивает 800 Вт беспроводной мощности на расстоянии 5 метров - Nevada Lightning Lab предложила исследовательскую установку для генерации контролируемых грозовых разрядов с использованием согласованного набора 12-этажных башен с катушками Тесла, с разрядами длиной более 300 футов, обеспечивающими пиковую мощность более 18 миллион вольт.Этот объект, расположенный в 35 милях от Лас-Вегаса, штат Невада, будет поддерживать новые промышленные и научные исследования. В Сан-Франциско, Калифорния, завершены работы по созданию прототипов двух башенных моделей в масштабе 1:12. (Slashdot, 10 декабря 2008 г.)

Масахиро Хотта из Университета Тохоку
Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Физики узнают, как телепортировать энергию. Сначала они телепортировали фотоны, затем атомы и ионы. Физик Масахиро Хотта из Университета Тохоку в Японии разработал, как это делать с помощью энергии, метод, который имеет огромное значение для будущего физики.(Обзор технологий, 3 февраля 2010 г.)
Другие группы
Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Беспроводная энергия может произвести революцию в автомобильном транспорте - исследовательская группа Стэнфордского университета разработала высокоэффективную систему зарядки, которая использует магнитные поля для беспроводной передачи больших электрических токов между металлическими катушками, расположенными на расстоянии нескольких футов друг от друга. Долгосрочная цель исследования - разработать полностью электрическую магистраль, которая будет заряжать легковые и грузовые автомобили по беспроводной сети во время движения по дороге.(Spacemart 3 февраля 2012 г.) Справочник: Беспроводная передача электроэнергии / Справочник: Полет> Вертолет летит в течение 12 часов с зарядкой от лазера - LaserMotive - компания из Сиэтла, разрабатывающая системы лазерного излучения для передачи электроэнергии без проводов для приложений, где провода либо дороги, либо физически непрактичны. (Новости sUAS, 29 октября 2010 г.) Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Пока батареи: Радиоволны как источник малой мощности - Powercast, базирующаяся в Питтсбурге, продает передатчики и приемники радиоволн, которые используют радиоволны для питания беспроводных датчиков и других устройств.Эти возможности открыло низкое энергопотребление таких устройств. (NY Times 18 июля 2010 г.) Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Парк развлечений приводит в действие электромобили с помощью технологии электрических зубных щеток - Корейский институт науки и технологий разработал технологию электромобилей, которая полностью полагается на питание от кабелей, проложенных под дорогой. Теперь система была представлена ​​в первой реальной тестовой локации: в парке развлечений Seoul Grand Park. (Обитает 9 марта 2010 г.)

Беспроводная подзарядка гаджетов - стартап WildCharge из Делавэра продает небольшую металлическую подушку размером с лист бумаги, которая может одновременно заряжать несколько устройств, положенных на нее, при условии, что они оснащены адаптерами. .(Обзор технологий MIT, 13 декабря 2007 г.)

Пластиковый лист

обеспечивает беспроводное питание - японские исследователи разработали гибкий пластиковый лист, который может без проводов передавать энергию электронным устройствам. Столы и стены однажды смогут осветить электронику без необходимости в кабелях. (Nature 29 апреля 2007 г.)

Plastic Sheet of Power - Печать гибкой электроники на пластике обеспечивает возможность беспроводного питания гаджетов. Исследователи из Токийского университета продемонстрировали прототип, который состоит из пластика и гибкой электроники и может без проводов подавать питание на любое устройство, которое касается его поверхности.(Обзор технологий MIT, 14 декабря 2006 г.)

Зарядка аккумуляторов без проводов - новое исследование Массачусетского технологического института раскрывает способ беспроводной передачи энергии на мобильные телефоны и ноутбуки, используя принцип резонанса. (MIT Technology Review, 15 ноября 2006 г.) (См. Также BBC)

Сбор рассеянной магнитной энергии в линиях электропередач посредством индуктивной связи для беспроводных сенсорных узлов. Концепция передачи энергии от одного конца к другому не нова, поскольку в свое время Tesla доказала концепцию беспроводной передачи энергии.Благодаря индуктивной связи магнитная энергия передается от передающей катушки к приемной катушке. Применение беспроводной передачи энергии для поддержания или, скорее, продления срока службы беспроводного сенсорного узла в сети интересно и осуществимо. Исследовательская работа экспериментально доказала, что за счет сбора паразитной магнитной энергии, окружающей линии электропередач, посредством индуктивной связи, работа беспроводного сенсорного узла поддерживается.

Информация

Спутниковая передача солнечной энергии продемонстрирована между Гавайскими островами

Тесла проекта

История передачи микроволновой энергии до 1980 г.

Система передачи постоянного тока в постоянный ток компании SHARP

MIT проект

MIT в Wireless Power

Беспроводная энергия может питать потребителей, промышленную электронику

Powercast

Howstuffworks Описывает беспроводную передачу энергии на короткие, средние и очень большие расстояния.

«Evanescent connection» может обеспечивать беспроводное питание гаджетов

Теория
Справочник: Никола Тесла> Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Тесла и беспроводное электричество быстрее, чем скорость света - «Тесла использовал заземляющий терминал для отправки электричества, потому что он использовал трансформатор земли и звезд. Тесла был с использованием вращающегося трансформатора электрической системы «планета +» и «звезда-». Вероятно, отчасти именно так работал электромобиль Tesla.Способен разгоняться до 90 миль в час, примерно в 1930 году и преодолевать 1000 миль по суше, прежде чем была заменена батарея 12 В ». (Новости: блог Pure Energy, 19 марта 2013 г.)

Беспроводная передача данных: столетие споров о политике власти - Скрытые политические интересы неоднократно блокируют попытки реализовать эту энергосберегающую и экономичную технологию. Как долго продлится драма, прежде чем североамериканцы смогут получить доступ к тому, чего русские ученые уже достигли? (ПЕСН, 3 августа 2006 г.)

Беспроводная передача электрической энергии - Статья по каталогу: Томас Валоне из Исследовательского института целостности.

Том Берден о беспроводной передаче энергии - Комментарии к основополагающей работе, проделанной Томом Валоне, чтобы попытаться понять, чего достигла Тесла в этой области. (ZPEnergy, 24 января 2006 г.)

Справочник: Беспроводная передача электроэнергии / Справочник: Магнитные двигатели> Страница свободной энергии Михала Мартину - Некоторые увлекательные идеи, анимации, ссылки, включая строительство огромных солнечных электростанций в экваториальных пустынях или океанах и передачу энергии через передатчики Тесла.Также есть интересное предложение для магнитного двигателя, показывающего анимацию поля по сравнению с электрической версией. (Free-Motor.org)
Связанные патенты

Произошла ошибка при работе с вики: Код [1] , «Аппарат для передачи электрической энергии».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [2] , «Устройство для использования эффектов, передаваемых с расстояния на принимающее устройство через естественные носители».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [3] , «Метод использования эффектов, передаваемых через естественные медиа».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [4] , «Средства для генерации электрического тока».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [5] , «Электрический трансформатор».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [6] , «Устройство для использования эффектов, передаваемых с расстояния на принимающее устройство через естественные носители».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [7] , «Аппарат для использования эффектов, передаваемых через естественные носители».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [8] , «Аппарат для использования лучистой энергии».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [9] , «Метод использования лучистой энергии».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [10] , «Искусство передачи электрической энергии через естественные среды».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [11] , «Аппарат для передачи электрической энергии».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [12] , «'' Система передачи энергии».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [13] , «Индукционное устройство».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [14] , «Система и метод беспроводной передачи электроэнергии».

Произошла ошибка при работе с вики: Код [15] , «Бесконтактная передача энергии».

В новостях
Блог

Free Energy: 2013: 11: 09 - Устройство улавливает микроволны и преобразует их в электричество. Будущие версии могут собирать спутниковые, звуковые или Wi-Fi сигналы. Технологию можно использовать для подзарядки телефонов без кабелей или для передачи электричества на вершины гор (Блог Free Energy, ноябрь 10, 2013)

Справочник: Беспроводная передача электроэнергии> Беспроводная энергия может произвести революцию в автомобильном транспорте - исследовательская группа Стэнфордского университета разработала высокоэффективную систему зарядки, которая использует магнитные поля для беспроводной передачи больших электрических токов между металлическими катушками, расположенными на расстоянии нескольких футов друг от друга.Долгосрочная цель исследования - разработать полностью электрическую магистраль, которая будет заряжать легковые и грузовые автомобили по беспроводной сети во время движения по дороге. (Spacemart 3 февраля 2012 г.) Каталог

: Беспроводная передача энергии с электронным сопряжением> Беспроводная передача энергии с электронным сопряжением - упростите вашу жизнь! (2 мин. Видео) - Убрав последний ограничитель шнура питания, система беспроводной связи eCoupled наконец-то предоставит свободу жизни при сохранении энергии. Работая с ведущими отраслевыми партнерами, чтобы передать эту технологию в ваши руки, eCoupled лидирует на пути к истинному беспроводному будущему.(YouTube / FultonInnovation 28 сентября 2009 г.)

Зарядка гаджетов с помощью магнита - Магнитная индукция вскоре может означать конец запутанных кабелей и разочаровывающую охоту за зарядным устройством для гаджетов. (BBC News, 9 января 2009 г.)

Книги
Последнее: Справочник: Книги> «Обзор: будущее энергетики: новая наука» - Справочник: новая книга Томаса Валоне посвящена новым источникам энергии, таким как Справочник: Focus Fusion, Справочник: Энергетический цикл магния, Справочник: Беспроводная передача электроэнергии, Справочник : Космическая солнечная энергия, Справочник: Пьезоэлектрические генераторы электричества для магистралей и Справочник: Энергия нулевой точки, с простыми и короткими резюме.(PESWiki 18 ноября 2009 г.)
Комментарии

См. Обсуждение: Справочник: Беспроводная передача электроэнергии

См. Также
ОС

: Беспроводная эфирная передача энергии Теслы, Мейла и Джексона

Справочник: Энергетические технологии на основе СВЧ

Каталог

: Беспроводная передача энергии с электронной парой

Справочник: катушка Тесла

PowerPedia: Беспроводная передача электроэнергии

ПОДНОЖКА TESLA

Новости: Никола Тесла

Справочник: Никола Тесла

PowerPedia: Никола Тесла - запись в энциклопедии

Справочник

: Обзоры Николы Теслы

Справочник: Гиллис Патрик Фланаган - говорит, что помнит свою прежнюю жизнь как Tesla

Справочник

: Лучшие экзотические экологически чистые энергетические технологии

ТЕХНОЛОГИИ TESLA

PowerPedia: Башня Wardenclyffe

Каталог

: Глобальная передача энергии - Проект воспроизводства башни Тесла Уорденклиф

Каталог

: гигантский российский массив Tesla Tower

Произошла ошибка при работе с вики: Код [1]

Произошла ошибка при работе с вики: Код [2] | ОС: Radiant Energy

Произошла ошибка при работе с вики: Код [3]

Справочник

: Атмосферная электростатическая энергия

Справочник: катушка Тесла

Артикул: Термоэлектрические катушки постоянного тока Тесла

Каталог

: набор возбудителя убийцы Гэри Блюера

Каталог

: Пирс-Стрела Теслы

PowerPedia: теория скалярного поля

PowerPedia: Летающая машина Теслы

PowerPedia: Динамическая теория гравитации Теслы

Произошла ошибка при работе с вики: Код [4]

PowerPedia: Teslascope - внеземной радиопередатчик

TESLA ПРОЕКТЫ ОТКРЫТОГО ИСТОЧНИКА

ОС

: Беспроводная эфирная передача энергии Теслы, Мейла и Джексона

Устройство Габриэля с двумя тороидами сверхъединства, Дэвид Клингельхофер

ОС: Rotoverter

Справочник: Bedini SG - для изучения лучистой энергии

ОС

: Устройство сбора энергии окружающей среды

Перепечатка: Солнечные идеи Теслы

КОМПАНИИ РАЗРАБОТЧИВАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИЮ TESLA

Справочник

: Самозарядный электромобиль Ismael Aviso

Каталог

: Электромагнитный двигатель Маграттена

Каталог

: Зарядное устройство Renaissance от Energenx

СОБЫТИЯ ТЕСЛА

События: Конференция по экстраординарным технологиям - TeslaTech

События: День энергетической независимости - отмечается ежегодно 10 июля, в день рождения Николы Теслы.

Жульничества

Справочник

: мошенничество с TeslaSecret

РАЗНОЕ ТЕСЛА

Сообщество: Общество Тесла

Шаблон: Galactic footer

Произошла ошибка при работе с вики: Код [5]

- Справочник

• Последний

• Справочник: A

• Справочник: J

• Справочник: S

• Каталог: Дерево

• Новости

Произошла ошибка при работе с вики: Код [16]

Простая схема беспроводной передачи энергии для свечения светодиода

Концепция беспроводной передачи электроэнергии не нова.Впервые это продемонстрировал Никола Тесла в 1890 году. Никола Тесла ввел электродинамическую индукцию или резонансную индуктивную связь, зажигая три лампочки на расстоянии 60 футов от источника питания. Мы также создали катушку Mini Tesla Coil для передачи энергии.

Wireless Electricity Transfer или WET - это процесс подачи энергии через воздушный зазор без использования каких-либо проводов или физической связи. В этой беспроводной системе передающее устройство генерирует изменяющееся во времени или высокочастотное электромагнитное поле, которое передает мощность на приемное устройство без какого-либо физического соединения.Приемное устройство извлекает мощность из магнитного поля и подает ее на электрическую нагрузку. Поэтому для преобразования электричества в электромагнитное поле используются две катушки в качестве катушки передатчика и катушки приемника. Катушка передатчика питается от переменного тока и создает магнитное поле, которое далее преобразуется в полезное напряжение на катушке приемника.

В этом проекте мы построим базовую схему беспроводного передатчика с низким энергопотреблением для свечения светодиода.

Необходимые компоненты

  1. Транзистор BC 549
  2. светодиод
  3. Макетные платы
  4. Монтажные провода
  5. 1.2к резисторы
  6. Медные провода
  7. аккумулятор 1,5 В

Принципиальная схема

Схема для беспроводной передачи электричества для свечения светодиода проста и видна на изображении ниже. Она состоит из двух частей: передатчика и приемника .

На стороне передатчика катушки подключены поперек коллектора транзистора, 17 поворачиваются с обеих сторон. Приемник состоит из трех компонентов - транзистора, резистора и катушки индуктивности с воздушным сердечником или медной катушки.На приемной стороне есть светодиод, подключенный к 34 виткам медной катушки.

Конструкция цепи беспроводной передачи энергии

Здесь используется транзистор NPN, здесь можно использовать любой базовый транзистор NPN, например BC547.

Катушка

является важнейшей частью беспроводной передачи энергии и должна быть тщательно изготовлена. В этом проекте катушки выполнены с использованием медной проволоки 29AWG . Формирование катушки с отводом по центру выполняется на стороне передатчика.используется цилиндрическая обертка катушки, такая как труба из ПВХ, для намотки катушки.

Для передатчика намотайте провод до 17 витков, затем петлю для подключения центрального отвода и снова сделайте 17 витков катушки. А для приемника , сделайте 34 витка обмотки катушки без центрального отвода.

Работа беспроводной цепи передачи электроэнергии

Обе схемы построены на макетной плате и питаются от 1.Аккумулятор 5V. Схема не может использоваться для питания напряжением более 1,5 В, поскольку транзистор может нагреваться из-за чрезмерного рассеивания мощности. Однако для большей мощности требуются дополнительные схемы управления.

Эта беспроводная передача электроэнергии основана на методе индуктивной связи. Схема состоит из двух частей - передатчика и приемника .

В секции передатчика транзистор генерирует высокочастотный переменный ток через катушку, а катушка создает вокруг себя магнитное поле.Когда катушка находится в центре, обе стороны катушки начинают заряжаться. Одна сторона катушки подключена к резистору, а другая сторона подключена к клемме коллектора NPN-транзистора. Во время зарядки базовый резистор начинает проводить ток, что в конечном итоге включает транзистор. Затем транзистор разряжает катушку индуктивности, поскольку эмиттер соединен с землей. Эта зарядка и разрядка индуктора создает очень высокочастотный колебательный сигнал, который далее передается в виде магнитного поля.

На стороне приемника это магнитное поле передается в другую катушку, и в соответствии с законом индукции Фарадея катушка приемника начинает вырабатывать напряжение ЭДС, которое в дальнейшем используется для зажигания светодиода.

Схема тестируется на макетной плате со светодиодом, подключенным к приемнику. Подробную работу схемы можно увидеть на видео, приведенном в конце.

Ограничение контура

Эта небольшая схема может работать правильно, но у нее есть огромное ограничение.Эта схема не подходит для выдачи высокой мощности и имеет ограничение входного напряжения. КПД тоже очень плохой. Чтобы преодолеть это ограничение, можно создать двухтактную топологию с использованием транзисторов или полевых МОП-транзисторов. Однако для лучшей и оптимальной эффективности лучше использовать соответствующие микросхемы драйверов беспроводной передачи.

Чтобы улучшить дальность передачи, правильно намотайте катушку и увеличьте число. витков в катушке.

Применение беспроводной передачи энергии

Беспроводная передача энергии (WPT) - широко обсуждаемая тема в электронной промышленности.Эта технология быстро растет на рынке бытовой электроники для смартфонов и зарядных устройств.

WPT дает бесчисленное множество преимуществ. Некоторые из них описаны ниже:

Во-первых, в области современных требований к мощности, БПЭ может устранить традиционную систему зарядки, заменив решения для проводной зарядки . Любые портативные потребительские товары требуют собственной системы зарядки, беспроводная передача энергии может решить эту проблему, предоставив универсальное беспроводное решение для питания всех этих портативных устройств.На рынке уже есть много устройств со встроенным беспроводным питанием, таких как умные часы, смартфон и т. Д.

Еще одним преимуществом WPT является то, что позволяет дизайнеру сделать полностью водонепроницаемый продукт . Поскольку решение для беспроводной зарядки не требует порта питания, устройство можно сделать водонепроницаемым.

Он также предлагает широкий спектр эффективных решений для зарядки. Подача мощности составляет до 200 Вт с очень низкими потерями при передаче мощности.

Основным преимуществом беспроводной передачи энергии является то, что срок службы изделия может быть увеличен за счет предотвращения физических повреждений из-за вставки зарядного устройства через разъемы или порты. От одной док-станции можно заряжать несколько устройств. Электронное транспортное средство также можно заряжать с помощью беспроводной передачи энергии во время стоянки автомобиля.

Беспроводная передача энергии

может иметь огромные применения, и многие крупные компании, такие как Bosch, IKEA, Qi, работают над некоторыми футуристическими решениями с использованием беспроводной передачи энергии.

Переезд | Reliant Energy

Подключитесь к электроснабжению.

Запуск или перенос службы электроснабжения Reliant - это совсем несложно. Если вы уже являетесь клиентом Reliant, нет необходимости отказываться от обслуживания перед переездом. Просто перенесите его на свой новый адрес. Используйте кнопки ниже, чтобы начать.

Начать обслуживание электричества
Передать обслуживание


Нужно отменить услугу?


Узнайте обо всех способах облегчения заселения ваших новых раскопок.
Connect Services

Если вам нужно подать электричество в тот же день или вам нужно передать электричество, Reliant поможет вам. Ознакомьтесь со всеми нашими услугами по подключению, прежде чем переехать.

Гибкая подача

Планировщики и прокрастинаторы радуются. Наши гибкие варианты расписания работают с учетом вас и вашего плана переезда. Получите электричество по графику за 60 дней или запросите обслуживание в тот же день.

Оценщик счетов Reliant ®

Электричество встречает хрустальный шар. Прогнозируйте предполагаемое ежемесячное потребление электроэнергии и расходы - до переезда - добавив некоторые данные в Reliant Bill Estimator.

Перемещение ресурсов

При движении вы слишком много жонглируете? Reliant всегда на высоте, предлагая инструменты и услуги, которые помогут вам немного упростить освоение нового места и управление потреблением энергии.

Reliant Home Security

Возьмите под свой контроль свой новый дом с помощью круглосуточного мониторинга и инструментов, разработанных, чтобы помочь вам управлять своей системой из любого места. Безопасность от Reliant совместима с большинством существующего оборудования, если в вашем доме уже установлена ​​система безопасности.

Услуги на дому

Обеспечьте бесперебойную работу кондиционера и обогревателя в течение всего года.Получите скидку 10% на все настройки, обслуживание и ремонт систем HVAC, а также установку новых систем.

Электротехнические планы

См. Планы Reliant, доступные в вашем регионе.

Посмотреть планы ›

Подача воздушного фильтра

Воздушные фильтры должны быть доставлены к вам вовремя. Уменьшение количества аллергенов и улучшенное качество воздуха на расстоянии одного клика.

Подробнее ›


Часто задаваемые вопросы

Есть вопросы о том, как перенести службу на новый адрес? Прочтите наши часто задаваемые вопросы.

Перенос счетчика электроэнергии на ваше имя в Ченнаи

Ченнаи - город, о котором в последнее время слишком много говорят в новостях, является домом для некоторых из самых богатых культурных глав, которые когда-либо видела эта страна. Сердце искусства и творческого сообщества и даже южноиндийской киноиндустрии, этот город является популярным выбором среди жителей Южной Индии для постоянного проживания. Если вы купили дом в этом знаменитом городе, поздравляем! Теперь мы поможем вам самым простым способом передать счетчик электроэнергии на ваше имя.УМЕРЬТЕ, мы не поощряем методы, связанные с взяткой. Нам не нужно платить дополнительные деньги офицеру за стойкой, чтобы он / она выполнял свою работу, которую правительство. в любом случае платит ему за это. Это может быть проще и удобнее, но как законопослушные граждане мы должны воздерживаться от любых подобных незаконных действий. Итак, поехали!

Перенести счетчик электроэнергии на свое имя в Ченнаи?

1. Митрон! Оформление документации!

Нет официального правительства. Дело здесь делается без оформления документов и документации. Итак, чтобы передать счетчик электроэнергии на ваше имя, вот список документов, которые вам необходимо подготовить.Возможно, вам не понадобятся все они на первом этапе, но мы рекомендуем вам держать документы наготове до того, как вы даже нанесете первый визит в офис совета по электричеству.

  • Копия и оригинал квитанции об оплате последнего счета за электроэнергию
  • Заверенная копия договора купли-продажи дома, подтверждающая право собственности
  • Копия последней налоговой квитанции
  • Копия карты, выданной электрощитом
  • Гарантия возмещения убытков на гербовой бумаге номиналом 80 индийских рупий (легко получить в любой нотариальной конторе)
  • NOC от лица, на имя которого счетчик в настоящее время находится в
  • Заверенные копии адреса и удостоверения личности

Хотя это необязательно, мы рекомендуем вам сфотографировать напечатанный счетчик электроэнергии и взять его с собой в целях безопасности.

Кроме того, мы встретили нескольких домовладельцев, которые приобрели дом несколько лет назад и только пытались передать название счетчика намного позже. Некоторые из них выяснили, что прежнего держателя счетчика больше нет. Если это случится с вами, вам нужно будет найти копию свидетельства о смерти предыдущего владельца, которое затем необходимо должным образом засвидетельствовать, прежде чем предъявить в отделе электроснабжения.

Вам также необходимо будет заполнить копию формы U (она должна автоматически загрузиться, как только вы нажмете эту ссылку).Заполните его четко и носите с собой. Для удобства поместите все документы в файл.

2. Время увидеться с чиновниками

Когда все документы будут готовы, отправляйтесь в ближайшее отделение электроснабжения. Подойдите к помощнику инженера (AE) и отправьте письмо с просьбой передать имя счетчика и файл, содержащий все подготовленные вами документы. (S) Затем он направит вас к уплате пошлины за передачу имени, которую вы должны заплатить, а затем заберет квитанцию.

На официальном веб-сайте в настоящее время указано, что сбор составляет 200 индийских рупий / -, вы можете проверить веб-сайт, прежде чем платить солнцу, котировки AE. Как только сотрудник назовет гонорар, спросите, будет ли ему предоставлена ​​квитанция.

3. Завершение процесса

Любые дальнейшие инструкции будут даны вам после того, как платеж будет произведен. Если все в документации соответствует требованиям, AE направит техника к вам домой для проверки вашего счетчика. В наши дни этот шаг в некоторых случаях полностью игнорируется.Но это нормально. Как только вы заплатите комиссию, вы сможете проверить статус изменения названия вашего счетчика онлайн.

Дайте ему неделю, и к тому времени изменение имени должно быть отражено. Если нет, возьмите квитанции об оплате и идите в офис совета по электричеству, чтобы задать несколько вопросов. Хотя очень маловероятно, что произойдет задержка, можно безопасно проверять статус изменения имени ежедневно, пока вы не увидите изменение.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *