Я читал о Николе Тесле сегодня (через овсянка ) и прочитать о Wardenclyffe башне , которая (помимо всего прочего) была предназначена для передачи электроэнергии без проводов. Простите за наивность вопроса, но если технология, которая может передавать электрический ток без проводов, была изобретена более 100 лет назад, почему бы нам не использовать беспроводное электричество в нашей повседневной жизни сегодня? Другими словами, почему мы должны физически подключать наши электрические устройства (телефоны / компьютер и т. Д.), Если существует такая вещь, как беспроводное электричество? Если бы это был вопрос эффективности / стоимости, то я мог бы предположить, что некоторые богатые люди все еще не возражали бы платить дополнительные, в свете потерь, для дополнительного удобства.
Пожалуйста, объясните в терминах непрофессионала (хотя простого ответа будет достаточно).
источник
Ответы:
Я использую беспроводное электричество каждый день.
В моей зубной щетке:
И в моем мобильном телефоне:
Метод, используемый в моих устройствах, называется индуктивной зарядкой . Об этом я немного подробнее расскажу в ответе на этот вопрос . На данный момент это наиболее распространенная и наиболее практичная форма беспроводной передачи энергии. Но, как отмечалось во многих комментариях, это считается передачей в ближнем поле. И с эффективной дальностью всего в несколько миллиметров, это очень близко к полю.
Количество энергии , передаваемые и эффективности передачи может быть увеличено совсем немного (хотя все еще считается ближним полем) путем добавления конденсатора к каждому из катушки индуктивности катушек и настройку результирующей RLC сети , чтобы иметь высокий коэффициент Q на такая же (резонансная) частота. Команда из MIT провела исследование использования индуктивного резонанса в качестве беспроводной системы передачи энергии.
С тех пор исследователи создали компанию WiTricity для дальнейшего развития этой технологии. Хотя они еще не представили продукт на коммерческом рынке, они сделали несколько впечатляющих демонстраций :
Важно отметить, что расстояние между передатчиком и приемником играет решающую роль в определении того, сколько энергии можно надежно передать. Как видно из этой статьи, основанной на проекте MIT, падение напряжения относительно расстояния между катушками является экспоненциальным:
Но есть много других методов, таких как микроволновая печь и лазер, которые способны на гораздо большие расстояния. Однако эти методы являются очень направленными и поэтому применимы на гораздо меньшей площади, чем предложенная Теслой Башня Уорденклиффа, которая была бы всенаправленной. Есть также много других факторов, которые следует учитывать при реализации одного из этих методов:
И, конечно, есть метод «возмущенного заряда земли и воздуха», используемый Теслой. Что касается системы Тесла, то она была закрыта, потому что закончилось финансирование и фондовый рынок рухнул . Что касается того, почему это не было испробовано с тех пор, это прежде всего потому, что такая система не может быть строго измерена. Поэтому энергетические компании не могли взимать плату за использование и зарабатывать много денег. Без способа монетизации технологии, никакие инвестиции в исследования и разработки никогда не будут сделаны. Это теория (заговора), в любом случае. Хотя есть много других причин, почему этот метод либо невыполним, либо просто не работает.
Я не мог найти статью с точными цифрами в отношении эффективности. Но я думаю, что эффективность - главная причина, по которой вы не видите эту технологию в более широком распространении. Тем не менее, он существует, и такие люди, как я (читай: не богатые), имеют к нему доступ, и он работает довольно хорошо.
Редактировать:
Я нашел пример, сделанный Wireless Power Consortium, производителем зарядного устройства для моего телефона, в котором говорится (выделено мое):
Таким образом, проводная часть их системы имеет эффективность 72%, а беспроводная часть - 50%. Это использует индуктивный метод, где катушки находятся на расстоянии нескольких миллиметров друг от друга. Сравните это с WiTricity от Joel, который заявляет эффективность 40% на 2 метра.
Примите во внимание дополнительные затраты, связанные с дополнительными схемами и компонентами для беспроводной системы, по сравнению со стоимостью длины медного провода, и вы поймете, почему беспроводная передача энергии на большие расстояния все еще считается нецелесообразной для массового использования.
источник
Если вы излучаете энергию сферически (одинаково во всех направлениях), мощность, полученная на другом конце, будет пропорциональна проценту сферы, покрытой приемником. Чем дальше вы находитесь, тем меньше энергии вы захватываете для антенны того же размера, пропорциональной 1 / r ^ 2. Остальная часть энергии уходит в свободное пространство. Конечно, это очень упрощенная модель. Если вы знаете, где находится приемник, вы бы направили передатчик, использовали резонанс и т. Д., Но вы поняли идею. Беспроводная энергия волшебным образом не попадает в ваш приемник со 100% эффективностью. Кроме того, у вас есть схема преобразования мощности, которая также неэффективна на 100%.
Если отправка и получение разнесены на миллиметры, а уровни мощности низкие, как в зубной щетке или телефонной док-станции, эффективность будет приемлемой, а потерянная мощность не будет стоить дорого. Зарядка зубной щетки обходится в копейки всего за год, поэтому компромисс между затратами энергии и гидроизоляцией изделия для ванной комнаты стоит. Подушка под вашим электромобилем, передающая тысячи ватт на один фут дорожного просвета, будет тратить десятки долларов в месяц на энергозатраты по сравнению с подключением к сети. Попытка запустить сушилку для белья прямо из башни электрической компании на вершине холма за много миль от вас. просто не сработает.
Возможно, мы еще увидим, как беспроводное или внешнее питание становится популярным для крошечных встроенных устройств, таких как микроконтроллер с низким энергопотреблением, контролирующий что-то. Если потребляемая мощность микроконтроллера становится достаточно низкой, он может непрерывно работать от крошечной солнечной панели, катушки провода, как на значке RFID, пьезоэлектрического устройства или чего-то подобного. Энергия может быть получена из сигналов WiFi, тепла, механического движения или других способов, которые сегодня не используются, потому что уровни мощности слишком низкие, чтобы быть полезными. Передача собранных данных, скажем, по Bluetooth LE требует гораздо больше энергии, чем просто работа микроконтроллера, поэтому пакеты передачи должны быть короткими и нечастыми, между которыми медленно заполняется некоторый накопитель энергии (конденсатор). Это сфера микроватт или, может быть, нановатт, так что забудьте о том, чтобы ваш мобильный телефон непрерывно заряжался во время прогулки.
источник
Причина, по которой мы не распределяем власть, как пытался Тесла, заключается в том, что она не работает. Это в основном глупая идея, потому что:
Как я уже сказал, это глупая идея, и это была глупая идея, когда Тесла тоже попробовал ее, как должны были сказать ему некоторые из его собственных уравнений.
источник
Адвокат:
Тесла:
Тесла не был глупым!
:)
источник
Я где-то читал, что он остановил это из-за страха перед физическим воздействием, которое система может оказать на нас. В конце концов, я думаю, что если он скажет, что это сработает, то это сработает .... пора идти с парнем, который изобрел электричество, как мы используем его по сей день ... и радио ... и рентген ... Плохо, что его нет до сих пор, успехов, которые он сделал бы сегодня!
источник