Tesla Theory Hvem vil vinne løp for trådløs kraft?

Når du tenker på trådløs kraft, blir bilder av lynbolter racing fra en Tesla-spole 10 av de beste Tesla-coilene Musikkvideoer på YouTube 10 av de beste Tesla-coilene Musikkvideoer på YouTube Nikola Tesla regnes med rette som en av de største vitenskapelige sinnene til alle tid. Hans banebrytende arbeid som ingeniør, spesielt innen elektrisitet og elektromagnetisme, betyr at hans navn er synonymt med ... Les mer til en annen sannsynligvis komme i tankene, eller kanskje bilder av øyeblikket Frankensteins monster ble levende.

Mens ideen virker latterlig og nesten umulig, kan du bli overrasket over å høre at trådløs kraft raskt blir en realitet.

Det er en rekke teorier og forslag som legges fram for å oppnå den futuristiske prestasjonen for å overføre elektrisitet gjennom luften til enheter i hjemmet ditt - som vi kommer til i denne artikkelen - men først er det viktig å forstå både potensialet og begrensningene av vitenskapen 10 Vitenskap YouTube-kanaler du kan ikke savne 10 Vitenskap YouTube-kanaler du kan ikke savne Ordet vitenskap betyr i hovedsak kunnskap, og det er denne søken etter læring og forståelse som har drevet menneskeheten til høyden av sin makt. Internett tilbyr god mulighet til å spre denne kunnskapen til ... Les mer bak disse forsøkene.

Hva er Wireless Power?

Når de fleste tenker på elektrisitet, tenker de på den tradisjonelle en eller to ledningspluggen som har en positiv terminal, en negativ terminal og noen ganger en jordledning. De positive og negative terminalene utgjør hva som egentlig er en elektrisk krets, som vist i diagrammet nedenfor.

Dette er det enkleste eksempelet på en elektrisk krets. Vel, å fjerne bryteren ville være enklere, men du får poenget.

Batteriet “+” og “-” terminaler er de røde og sorte ledningene i strømkontakten, enten du kobler til en lampe, en datamaskin eller noe annet.

På grunnleggende nivå kan elektrisitet beskrives som strømmen av a “nåværende” fra positive til negative terminaler. Jeg skal unngå en teoretisk diskusjon av bevegelsen av de faktiske ladede partiklene. Bare forstå det for å drive en elektrisk enhet, det trenger en spenningsforskjell mellom de to terminaler.

Så hvordan er det mulig å slå et system som åpenbart avhenger av en leder som en elektrisk ledning for ladestrømmen? Hva skal du gjøre, skyte ladningen fra spissen av en ledning til en annen? Vel ... .orta.

La meg introdusere deg til transformatoren.

Dette er faktisk et konsept som har eksistert siden Teslas tid. Du tar en ledning som bærer din kildespenning (for eksempel koblet til et 60 Hz AC-husholdningsuttak), og vind det rundt i mange sløyfer. Åh, bruk et stykke jern for å gjøre det enkelt å vikle løkkene.

Deretter pakk en andre ledning kort avstand fra den første spolen. Du vil indusere strøm i den andre spolen, akkurat som magi.

Ok, ikke helt magisk, men ganske nært. I utgangspunktet induserer hver ledning som har vekselstrøm et elektromagnetisk felt rundt det, kalt flux. Når du spoler ledningen, forsterker du feltet. Slip magnetisk materiale som jern i den spolen, og du forbedrer din evne til å overføre energi til den andre spolen. Men - her er kickeren - det samme kan skje rett gjennom luften.

Bruk alltid en induksjonsovn?

Hvis du får sjansen til å se en, skru den opp til full varme og legg hånden over brenneren. Nei, seriøst - berør alt du liker. Du vil ikke bli brent. Disse viklede ledningene er ment å fremkalle eddystrømmer i støpejernsutstyret plassert på komfyren. Dette oppvarmer i sin tur gryten, som varmes opp maten.

Denne overføringen av elektrisk energi gjennom luften er hvordan generatorer, motorer, og til og med din elektriske tannbørstlader fungerer. I disse tilfellene, i stedet for en jernkjerne, er det en “luftkjerne”. Det er strømmen som overfører den elektriske energien.

Gjennombrudd i Wireless Power

Så, hvorfor har ikke forskere vært i stand til trådløs overføring av strøm ved bruk av induksjon før? Vel, for å forstå dette, må du virkelig gå til folkene som startet alt - eller i det minste plukket opp Nikola Tesla fakkel.

I et 2006-papir som ble publisert i Annals of Physics, beskrev MIT-forskere hvordan de hadde til hensikt å bevise at disse feltene kunne brukes til trådløs overføring av strøm.

Vi undersøker om og i hvilken grad det fysiske fenomenet av lang levetids resonans elektromagnetiske tilstander med lokaliserte, langsomt forgjengelige feltmønstre kan brukes til å overføre energi effektivt over uigennlige avstander, selv i nærvær av fremmede miljøobjekter.

På vanlig engelsk sa forskerne at de trodde at ved hjelp av riktig konfigurasjon kunne disse induksjonsfeltene brukes til å overføre kraft over en avstand, selv med gjenstander i veien.

Og gjett hva, i 2007, de viste det, og publiserte resultatene i et eksperimentelt papir publisert i Science magazine.

Ved hjelp av selvresonante spoler i et sterkt koblet regime viste vi eksperimentelt effektiv, ikke-radiativ kraftoverføring over avstander opp til 8 ganger radiusen av spolene. Vi var i stand til å overføre 60 watt med ~ 40% effektivitet over avstander over 2 meter.

Dette var en fantastisk prestasjon. For de av dere som ennå ikke er godt tilpasset det metriske systemet, er 2 meter litt over seks og en halv meter. I utgangspunktet kunne de overføre kraft fra en spole til den andre, avstanden til en svært høy person.

Hva var deres hemmelighet? Det var det de ringte “resonansspoler”. De finjusterte spolene - tallet, radiusen og andre faktorer, for å oppnå en slags “resonans” mellom de to spolene.

Det er viktig at spolene er på resonans for at kraftoverføringen skal være praktisk (6). Vi finner eksperimentelt at kraften som overføres til lasten, faller kraftig, ettersom en av spolene er spisset fra resonans.

Uansett har denne prestasjonen gitt den raske utviklingen av trådløse kraftapplikasjoner. Løpet var på.

Raset for å utnytte kraften

Race de gjorde.

En av de første oppstartene som hoppet på denne teknologien til kommersielle formål, var WiTricity. Så tidlig som 2009 ga konsernsjef Eric Giler en demonstrasjon av den trådløse kraftteknologien på TEDGlobal 2009.

Han var ikke den eneste. Mange bedrifter hoppet umiddelbart på denne teknologien for applikasjoner som var praktiske og enkle over korte avstander. Trådløse ladere bærbare enheter var et åpenbart førstevalg, og i 2009 de første induktive ladestikkene Er Duracell myGrid Really Charge, så vel som et strømkabel? Har Duracell myGrid virkelig lading så vel som en strømledning? Strømkabler er et stadig mer antikt konsept i dagens trådløse verden, men så langt er de fortsatt en nødvendighet. Ingen vil bli tvunget til å knytte sin elektronikk til en rotters nest av ledninger ... Les mer på markedet.

Nå kan du plassere dine mobile enheter på disse padsene, og de belaster. Du trenger ikke å fumle rundt for telefonens strømkontakt lenger.

Hvis du tror det var en kul oppfinnelse, så sett på hvor langt industrien har kommet siden MITs oppdagelse. I 2011 opprettet et selskap med navnet Evatran en “Plugless Power” System for elektriske biler med induksjonsteknologi for å lade elektriske kjøretøy uten kabler.

Induktiv ladning er ikke fremtiden for elektriske biler, den er allerede her.

Fremtiden for trådløs kraft

Nå som du vet hvor industrien er med trådløs strøm, la oss ta en titt på hvor det går.

I begynnelsen av 2014 annonserte forskere ved Koreas avanserte institutt for vitenskap og teknologi (KAIST) at de hadde utviklet en “Dipole Coil Resonant System” hvor de var i stand til å etablere en “Utvidet spekter av induktiv kraftoverføring, opptil 5 meter mellom sender og mottakerspoler.”

De var også i stand til å krympe ned spolen størrelser fra hva MIT-teamet hadde brukt, noe som gjør hele greia mer praktisk (selv om det fortsatt er dyrt) til kommersielle formål.

Chun T. Rim, leder av forskningsprosjektet, fortalte Science Daily at han hadde tenkt et slikt system som ble brukt til å gi “trådløse strømmenheter” akkurat som folk bruker Internett-hotspots.

Akkurat som vi ser Wi-Fi-soner overalt i dag, vil vi til slutt ha mange Wi-Power-soner på slike steder som restauranter og gater som gir elektrisk kraft trådløst til elektroniske enheter.

Fem meter er nesten seksten og en halv meter. Nå snakker du om lengden på et typisk rom i et hus.

Gjennom dette året har et selskap som heter Ossia, gjort rundene med konseptet Cota, en teknologi som selskapet lover, vil tillate trådløs ladning. Hva er trådløs ladning og hvordan fungerer det akkurat? [MakeUseOf Forklarer] Hva er trådløs ladning og hvordan fungerer det akkurat? [MakeUseOf Forklarer] Vi lever i en trådløs verden. Unntatt det gjør vi ikke. Visst, vi kan sende store mengder informasjon over airwaves, men enhetene som er i stand til å sende og motta den, er bundet ned til strømledninger ... Les mer av enheter opptil 30 meter fra basestasjonen.

Men selvfølgelig, Apple fanboys har ingen frykt, din bedrift er også i forkant av dette spillet.

I august mottok Apple to patenter som var relatert til deres planlagte anvendelse av resonant induksjon trådløs strømladning.

Et patent beskriver hvordan brukerne vil kunne koble til strømforsyning - for eksempel en dongle eller en enhet i et nyere datasystem - og da vil strømforsyningen trådløst lade opp alle “passende innstilt” enheter i nærheten.

Patentet lyder:

... den passende innstilt perifer enhet kan anses å være en del av en resonanskrets som kan inkludere NFMR-strømforsyningen og andre eksterne enheter som er så innstilt.

Patentet avslører en hel elektronikkindustriell for å kapitalisere på en teknologi som helt kunne forvandle det som et moderne husholdning ser ut.

Først kommer de mindre enhetene som er enklere å lade, med lavere strømkrav. Men hvis de andre aktørene i induksjonskraftindustrien har noe å si om det, vil alle husholdningsapparater - fra mikrobølgeovn til storskjerm-TV - bli slått uten strømledninger.

En dag kan folk se på strømuttakene i et hus på samme måte som barna i dag ser på de gamle, dumme nettverksstikkene. Klar eller ikke, trådløs strøm er fremtiden - og jeg vil satse Nikola Tesla ler i graven hans.

Hvordan føler du deg om trådløs strøm? Vil du omfavne teknologien, eller har du noen bekymringer? Del dine tanker i kommentarfeltet nedenfor!

Bildekreditter: Plasma Via Shutterstock, Designua / Shutterstock, photoiconix / ShutterstockMIT / Resonant Coils, Apple Patent / USPO.gov, Evikka / Shutterstock