Odkryj, jak działa elektryczność bezprzewodowa i jej zastosowania

Czy Tesla Wireless Electricity działa

Wireless Electricity, koncepcja stworzona przez Nikolę Teslę, istnieje od ponad wieku. Tesla odkrył, że po naprzemiennym prądu tworzone jest pole magnetyczne. Poprzez oscylację tego pola magnetycznego i przeniesienie do niego drutu można przeprowadzić prąd naprzemiennie. Bezprzewodowa energia elektryczna działa poprzez przekształcenie prądu przemiennego w pole magnetyczne za pomocą nadajnika, które jest następnie odbierane przez urządzenie i przekształcane z powrotem na prąd przemienny. Kluczem do bezprzewodowej transmisji energii elektrycznej jest transfer energii rezonansu magnetycznego, który umożliwia wydajne transfer energii na duże odległości. Tesla udało się zasilić 200 żarówek z odległości 26 mil w 1899.

1. Jak działa energia elektryczna bezprzewodowa?

Bezprzewodowa energia elektryczna działa poprzez przekształcenie prądu przemiennego w pole magnetyczne za pomocą nadajnika, które jest następnie odbierane przez urządzenie i przekształcane z powrotem na prąd przemienny. Nadajnik i urządzenie wibrują z tą samą częstotliwością rezonansu, umożliwiając wydajne transfer energii na duże odległości.

2. Co Nikola Tesla przyczynił się do elektryczności bezprzewodowej?

Nikola Tesla był pionierem energii elektrycznej bezprzewodowej. Odkrył koncepcję prądu naprzemiennego i jego połączenie z pól magnetyczny. Pomimo wyzwań, Tesli udało się zademonstrować energię elektryczną bezprzewodową, zasilając 200 żarówek z odległości od 26 mil.

3. Co to jest transfer energii rezonansu magnetycznego?

Przenoszenie energii rezonansu magnetycznego jest zjawiskiem, które pozwala na wydajną bezprzewodową przekładnię energii elektrycznej. Gdy występują dwa pola magnetyczne o tej samej częstotliwości rezonansowej, transfer energii występuje na duże odległości. Jest to analogiczne do piosenkarki operowej rozbijającej szklankę swoim głosem, dopasowując częstotliwość rezonansową szkła.

. W jaki sposób bezprzewodowa energia elektryczna przynosi korzyści konsumentom?

Bezprzewodowa energia elektryczna eliminuje potrzebę kabli i przewodów, zmniejszając bałagan i zapewniają wygodniejsze źródło zasilania. Urządzenia mogą zacząć ładować automatycznie w zakresie nadajnika, a technologia może zapewnić zasilanie różnych urządzeń, takich jak żarówki i laptopy.

5. Czy energia elektryczna bezprzewodowa jest szeroko dostępna?

Chociaż technologia energii elektrycznej bezprzewodowej znacznie się rozwinęła, nie jest jeszcze szeroko dostępna na poziomie konsumenckim. .

6. Jakie są potencjalne zastosowania energii elektrycznej bezprzewodowej?

Elektryczność bezprzewodowa może zrewolucjonizować różne branże. Może być używany do zasilania inteligentnych domów i biur, bezprzewodowo ładowania pojazdów elektrycznych i zapewnienia nieprzerwanej energii do odległych lokalizacji. .

7. ?

Bezprzewodowa transmisja energii elektrycznej nadal stoi przed wyzwaniami z marnotrawstwem energii, podobnie jak wczesne wieże zaprojektowane przez Teslę. .

8. ?

Podczas gdy elektryczność bezprzewodowa oferuje wiele korzyści, należy wziąć pod uwagę pewne wady. Marnotrawstwo energii, ograniczony zakres i potrzeba kompatybilnych urządzeń i infrastruktury to czynniki, które należy zająć się szerszym przyjęciem technologii energii elektrycznej bezprzewodowej.

9. W jaki sposób energia bezprzewodowa może przyczynić się do zrównoważonych rozwiązań energetycznych?

Elektryczność bezprzewodowa może przyczynić się do zrównoważonych rozwiązań energetycznych poprzez zmniejszenie polegania na tradycyjnych źródłach zasilania. .

10. Co czeka technologia energii elektrycznej bezprzewodowej?

W miarę ewolucji technologii energii elektrycznej bezprzewodowej, obiecuje przyszłość z mniejszą liczbą przewodów i kabli. Integracja rozwiązań energetycznych bezprzewodowych z różnymi branżami i rozwój bardziej wydajnych metod transmisji prawdopodobnie zwiększy jego wzrost i przyjęcie.

Odkryj, jak działa elektryczność bezprzewodowa i jej zastosowania

Elena Gaura nie pracuje, nie konsultuje się, posiadania akcji ani nie otrzymuje finansowania od jakiejkolwiek spółki lub organizacji, która skorzystałaby z tego artykułu, i nie ujawniła żadnych istotnych przynależności poza ich nominację akademicką.

. С помощю этой страницы ыы сожем оRipееделить, что запросы оRтравляете имено ыы, а не роvert. Почем это могло пRроизойиS?

. Страница перестанеura. До этого момента для исползования слжжж Google неоtoś.

Источником запросов может слжить ведоносное по, подкbarów. ыылку заRzy. Еarag ы исползеете общий доступ и интернет, проблема может ыть с компюююеyn с таким жж жж жесом, кк у комszczeюююе000. Обратитеunks к соем системном адинистратору. Подроlit.

.

Odkryj, jak działa elektryczność bezprzewodowa i jej zastosowania

. . .

Koncepcja trwa od ponad wieku. Nikola Tesla wymyślił to wkrótce po odkryciu prądu naprzemiennego lub AC. AC to przepływ elektronów przez przewodnik, który naprzemiennie. . .

. Urządzenie odbiera pole i przekształca je z powrotem na prąd przemienny. Brzmi dość prosto, ale jest powód, dla którego zajęło to ponad sto lat. Punktem przyklejenia było coś, co nazywa się transferem energii rezonansu magnetycznego. Bez tego zjawiska elektryczność bezprzewodowa nie przekazuje wystarczająco daleko, aby była przydatna. Tak to działa: wszystkie pola magnetyczne wibrują z częstotliwością rezonansową. Jeśli dwa pobliskie pola mają taką samą częstotliwość rezonansową, energia transferu różni się skutecznie na duże odległości. W ten sposób piosenkarka operowa może na przykład rozbić szklankę samym głosem.

W elektryczności bezprzewodowej nadajnik i urządzenie wibrują z tą samą częstotliwością rezonansową. Nie było to łatwe zadanie dla Tesli, chociaż w 1899 roku zasilał 200 żarówek z odległości 26 mil.

Nowoczesne postępy znacznie ułatwiły. A teraz bezprzewodowa energia elektryczna wkrótce trafi na rynek. Wyobraź sobie nadajniki, które wyglądają jak ramy obrazkowe zapewniające zasilanie światła i laptopów lub ładowarki telefonów, które zaczynają ładować telefon, gdy usiądziesz przy biurku. Możliwości naprawdę się budzą.

NIKOLA TESLA: Sieć 5G może zrealizować swoje marzenie o energii elektrycznej bezprzewodowej, sto lat po niepowodzeniu eksperymentów

James Peter Brusey otrzymuje fundusze z UE Horizon 2020 w ramach projektu Domus.

Elena Gaura nie pracuje, nie konsultuje się, posiadania akcji ani nie otrzymuje finansowania od jakiejkolwiek spółki lub organizacji, która skorzystałaby z tego artykułu, i nie ujawniła żadnych istotnych przynależności poza ich nominację akademicką.

Wzmacniacz

.

W szczytowym okresie kariery pionierski inżynier elektryk Nikola Tesla miał obsesję na punkcie pomysłu. Teoretyzował, że energia elektryczna może być przesyłana bezprzewodowo w powietrzu na duże odległości – albo za pośrednictwem serii strategicznie ustawionych wież, albo przeskakując po systemie zawieszonych balonów.

Rzeczy nie’nie idź do planu, a Tesla’ambicje dotyczące bezprzewodowej globalnej dostawy energii elektrycznej nigdy nie zostały zrealizowane. ’T obalone: ​​wymagałoby to po prostu niezwykłej mocy, z których większość zostałaby zmarnowana.

Teraz dokument badawczy zasugerował, że architekci sieci 5G mogli nieświadomie zbudować to, czego Tesla nie zbudowała na przełomie XX wieku: a “bezprzewodowa siatka zasilania” Można to dostosować do ładowania lub zasilania małych urządzeń osadzonych w samochodach, domach, miejscach pracy i fabrykach.

Ponieważ 5G opiera się na gęstej sieci masztach i potężnej serii anteny, to’jest możliwe, że ta sama infrastruktura, z pewnymi poprawkami, może przesyłać zasilanie do małych urządzeń. Ale transmisja nadal będzie cierpieć z powodu kluczowej wady Tesli’Wieże S: marnotrawstwo o wysokiej energii, które może być trudne do uzasadnienia, biorąc pod uwagę pilność kryzysu klimatycznego.

Sieci 5G

Dziesięć lat temu odkryto, że ciasno skupiona wiązka radiowa może przesyłać zasilanie na stosunkowo duże odległości bez użycia przewodu do przenoszenia ładunku. Ta sama technologia jest teraz używana w sieci 5G: najnowsza generacja technologii do połączenia internetowego z telefonem, za pośrednictwem fal radiowych przesyłanych z lokalnej anteny.

Ta technologia 5G ma na celu zapewnienie 1000-krotnego wzrostu pojemności w ciągu ostatniej generacji, 4G, aby umożliwić do miliona użytkowników połączenie za kilometr kwadratowy-sprawiając, że chwile szukają sygnału na festiwalach muzycznych lub wydarzeniach sportowych o przeszłości.

Aby wesprzeć te aktualizacje, 5G wykorzystuje magię inżynieryjną, a ta magia jest dostępna w trzech częściach: bardzo gęste sieci z wieloma kolejnymi masztami, specjalną technologią anten i włączenie transmisji milimetrowej fali (MMWAVE) wraz z bardziej tradycyjnymi pasmami.

Ostatnia z nich, mmwave, otwiera znacznie większą przepustowość kosztem krótszych odległości transmisji. . Jeśli Twój router ma opcję 5 GHz, ty’LL zauważyłem, że filmy płyną płynniej – ale musisz być bliżej routera, aby działał.

Dalej zwiększyć częstotliwość (jak MMWave, która działa przy 30 GHz lub więcej) i zobaczysz jeszcze większą poprawę przepustowości – ale musisz być bliżej stacji bazowej, aby uzyskać do niej dostęp. Właśnie dlatego maszty 5G są gęsto skupione niż maszty 4G.

Ostatnim kawałkiem magii jest dodanie o wiele więcej anten – między 128 a 1024 w porównaniu do znacznie mniejszej liczby (w niektórych przypadkach tylko dwa) dla 4G. Wiele anten pozwala na maszty tworzyć setki wiązek przypominających ołówki, które są ukierunkowane.

. Zwiększona gęstość sieci jest szczególnie ważna, ponieważ otwiera możliwość użycia pasm MMWAVE do transmisji różnych fal radiowych, które mogą przenosić zarówno połączenie internetowe, jak i energię elektryczną.

Eksperymentowanie z mocą 5G

Eksperymenty wykorzystały nowe rodzaje anteny w celu ułatwienia ładowania bezprzewodowego. .

Mówiąc w kontekście, wspólne urządzenia Internetu rzeczy (IoT) zużywają około 5 μW – ale tylko wtedy, gdy w najgłębszym trybie uśpienia. Oczywiście urządzenia IoT będą wymagały coraz mniejszej mocy do działania w miarę opracowywania sprytnych algorytmów i bardziej wydajnej elektroniki, ale 6 μW to nadal bardzo niewielka moc.

. Ale może ładować lub zasilać urządzenia IoT, takie jak czujniki i alarmy, które powinny stać się powszechne w przyszłości.

Na przykład w fabrykach setki czujników IoT prawdopodobnie zostaną wykorzystane do monitorowania warunków w magazynach, do przewidywania awarii w maszynach lub do śledzenia ruchu części wzdłuż linii produkcyjnej. Możliwość rozdzielczości zasilania bezpośrednio do tych urządzeń IoT zachęci do przeprowadzki do znacznie bardziej wydajnych praktyk produkcyjnych.

Problemy z uzębieniem

Ale wcześniej będą wyzwania do pokonania. Aby zapewnić zasilanie bezprzewodowe, maszty 5G zużywają około 31 kW energii – równoważne 10 czajnikom stale gotującym wodę.

Chociaż obawy, że technologia 5G może powodować, że rak był szeroko obalany przez naukowców, ta ilość mocy emanującej z masztów może być niebezpieczna. Szorstkie obliczenia sugerują, że użytkownicy będą musieli być trzymane co najmniej 16 metrów od masztów, aby przestrzegać przepisów bezpieczeństwa określonych przez amerykańską Federalną Komisję ds. Komunikacji.

To powiedziawszy, ta technologia jest w powijakach. To’z pewnością możliwe, że przyszłe podejścia, takie jak nowa antena z węższymi i bardziej ukierunkowanymi wiązkami, mogą znacznie zmniejszyć wymaganą energię – i zmarnowaną – przez każdy maszt.

Obecnie proponowany system przypomina raczej fikcję “Wonkavision” w Roald Dahl’S Charlie i fabryka czekolady, która osiągnęła wyczyn promiennego cukierni w telewizorach – ale musiał użyć ogromnego bloku czekolady, aby wyprodukować znacznie mniejszy na drugim końcu.

Ponieważ to’ll zużywa dużą moc w porównaniu z mocą IT’Dostarczanie na urządzenia, zasilanie bezprzewodowe 5G jest na razie spekulacyjne. Ale jeśli inżynierowie mogą znaleźć bardziej wydajne sposoby na rozprawę energii elektrycznej w powietrzu, może być tak, że Nikola Tesla’Sen o mocy bezprzewodowej można zrealizować – ponad 100 lat od czasu niepowodzenia jego próby.

• Elektryczność
• Internet przedmiotów
• Anteny
• Ładowanie bezprzewodowe
• 5G
• Fale radiowe
• Nikola Tesla
• Komunikacja bezprzewodowa

Elektryczność bezprzewodowa? Jak działa cewka Tesli

Wśród swoich licznych innowacji Nikola Tesla marzył o stworzeniu sposobu na dostarczenie energii na świat bez sznurowania drutów na całym świecie. Wynalazca był bliski osiągnięcia tego, gdy jego „szalony naukowiec” eksperymenty z energią elektryczną doprowadziły do ​​jego stworzenia cewki Tesli.

Pierwszy system, który mógłby bezprzewodowo przesyłać energię elektryczną, cewka Tesli była prawdziwie rewolucyjnym wynalazkiem. Wczesne anteny radiowe i telegrafia wykorzystały wynalazek, ale odmiany cewki mogą również robić rzeczy, które są po prostu fajne – takie jak strzelanie pioruna, wysyłać prądy elektryczne przez ciało i tworzyć wiatry elektronowe i tworzyć wiatry elektronowe.

Tesla opracowała cewkę w 1891 r. Te konwencjonalne transformatory nie mogą wytrzymać wysokiej częstotliwości i wysokiego napięcia, które luźniejsze cewki w wynalazku Tesli mogą tolerować. Koncepcja cewki jest w rzeczywistości dość prosta i wykorzystuje siłę elektromagnetyczną i rezonans. Zatrudniając butelki z drutu miedzianego i szklane, amatorski elektryk może zbudować cewkę Tesla, która może wytworzyć ćwierć miliona woltów. [Infografika: jak działa cewka Tesli]

Ustawić

Cewka Tesli składa się z dwóch części: cewki pierwotnej i cewki wtórnej, każda z własnym kondensatorem. (Kondensatory przechowują energię elektryczną, podobnie jak baterie.) Dwie cewki i kondensatory są połączone szczeliną iskrową – szczelina powietrza między dwiema elektrodami, która generuje iskrę prądu. Zewnętrzne źródło podłączone do transformatora zasila cały system. Zasadniczo cewka Tesla to dwa otwarte obwody elektryczne podłączone do szczeliny iskrowej.

Cewka Tesli potrzebuje źródła zasilania wysokiego napięcia. Regularne źródło zasilania zasilane transformatorem może wytwarzać prąd o niezbędnej mocy (co najmniej tysiące woltów).

W takim przypadku transformator może przekonwertować niskie napięcie mocy głównej na wysokie napięcie.

Jak to działa

Źródło zasilania jest podłączone do cewki pierwotnej. Kondensator podstawowej cewki działa jak gąbka i pochłania ładunek. Sama pierwotna cewka musi być w stanie wytrzymać ogromny ładunek i ogromne gwałtowne wzrosty prądu, więc cewka jest zwykle wykonana z miedzi, dobrego przewodnika energii elektrycznej. Ostatecznie kondensator buduje tyle ładunku, że rozkłada odporność na powietrze w szczelinie iskrowej. Następnie, podobnie jak wyciskanie namoczonej gąbki, prąd wypływa z kondensatora w dół cewki pierwotnej i tworzy pole magnetyczne.

Ogromna ilość energii sprawia, że ​​pole magnetyczne szybko się zapadają i wytwarza prąd elektryczny w cewce wtórnej. Napięcie przesuwa się w powietrzu między dwiema cewkami, tworzy iskry w szczelinie iskrowej. Energia spływa tam iz powrotem między dwiema cewkami kilkaset razy na sekundę i buduje się w cewce wtórnej i kondensatorowi. Ostatecznie ładunek w wtórnym kondensatorze staje się tak wysoki, że uwolni się w spektakularnym sercu prądu elektrycznego.

Powstałe napięcie o wysokiej częstotliwości może oświetlić żarówki fluorescencyjne kilka stóp dalej bez połączenia z drutem elektrycznym. [Zdjęcia: Historyczne laboratorium Nikoli Tesli w Wardenclyffe]

W doskonale zaprojektowanej cewce Tesli, gdy cewka wtórna osiągnie maksymalny ładunek, cały proces powinien rozpocząć się od nowa, a urządzenie powinno stać się samowystarczalne. W praktyce jednak tak się nie dzieje. Podgrzewane powietrze w szczelinie iskrowej odciąga część energii elektrycznej od cewki wtórnej i z powrotem do szczeliny, więc ostatecznie cewka Tesli zabraknie energii. Dlatego cewka musi być podłączona do zasilacza zewnętrznego.

Zasada cewki Tesli jest osiągnięcie zjawiska zwanego rezonansem. Dzieje się tak, gdy cewka pierwotna wystrzeliwuje prąd do cewki wtórnej w odpowiednim czasie, aby zmaksymalizować energię przeniesioną do cewki wtórnej. Pomyśl o tym jak o czasie, kiedy popchnąć kogoś na huśtawkę, aby pójść tak wysoko, jak to możliwe.

Konfigurowanie cewki Tesli z regulowaną obrotową szczeliną iskier daje operatorowi większą kontrolę nad napięciem wytwarzanego przez niego prądu. W ten sposób cewki mogą tworzyć szalone wyświetlacze błyskawiczne, a nawet można je skonfigurować, aby odtwarzać muzykę czasową na serie prądu.

Podczas gdy cewka Tesli nie ma już wiele praktycznego zastosowania, Tesla’Według wynalazku S całkowicie zrewolucjonizowało sposób, w jaki energia elektryczna była rozumiana i wykorzystana. Radia i telewizory nadal wykorzystują dziś odmiany cewki Tesli.

Biuletyn naukowy na żywo

Bądź na bieżąco z najnowszymi wiadomościami naukowymi, zapisując się do naszego biuletynu Essentials.

Przesyłając swoje informacje, wyrażasz zgodę na warunki (otwiera się w nowej karcie) i polityce prywatności (otwiera się w nowej karcie) i masz 16 lat lub więcej.

Energia elektryczna może być przenoszona przez powietrze

Nowozelandzka firma stara się sprawić, by stary pomysł działał na rynku

25 lutego 2021 r

B Ehind Nikola Tesla’S Były laboratorium w Wardenclyffe na Long Island w Nowym Jorku to stare fundamenty. Są to wszystko, co pozostaje z 57-metrowej wieży, którą Tesla zaczął budować w 1901 r. W ramach eksperymentu w celu przesyłania informacji i elektryczności bezprzewodowo. To w połowie zadziałało. Jak przepowiedział, komunikacja bezprzewodowa miała zmieniające świat. Ale nie udało mu się zdobyć energii elektrycznej, aby podróżować bardzo daleko. W rezultacie w ciągu pięciu lat pracy zatrzymała. Tesla – pionier, który między innymi rozwinął wytwarzanie i przeniesienie prądu naprzemiennego – zamienił się w względną zapomnienie.

Od 27 lutego wydania 2021

Odkryj historie z tej sekcji i więcej na liście treści