Bezvadu enerģijas pārnešana ir process, kurā elektriskā enerģija tiek pārnesta no vienas sistēmas uz otru caur elektromagnētiskajiem viļņiem, neizmantojot vadus vai jebkādu fizisku kontaktu.

Šajā amatā mēs apspriežam to, kā darbojas bezvadu enerģijas pārraide vai elektroenerģijas pārsūtīšana pa gaisu, neizmantojot vadus.

Jūs, iespējams, jau esat saskāries ar šo tehnoloģiju un, iespējams, esat izgājis cauri daudziem saistītās teorijas internetā.

Lai arī internets, iespējams, ir pilns ar šādiem rakstiem, kas izskaidro jēdzienu ar piemēriem un videoklipiem, lasītājs lielākoties neizprot tehnoloģiju vadošo pamatprincipu un tās nākotnes izredzes.

Kā darbojas bezvadu elektrības pārsūtīšana

Šajā rakstā mēs aptuveni mēģināsim gūt priekšstatu par to, kā notiek vai darbojas bezvadu elektropārvade vai notiek vadīšana un kāpēc ideju ir tik grūti īstenot lielos attālumos.

Visizplatītākais un klasiskākais bezvadu enerģijas pārraides piemērs ir mūsu vecā radio un TV tehnoloģija, kas paredzētajam datu pārraidei sūta elektriskos viļņus (RF) no viena punkta uz otru bez kabeļiem.

Grūtības

Tomēr šīs tehnoloģijas trūkums ir tāds, ka tā nespēj pārnest viļņus ar lielu strāvu tā, ka pārraidītā jauda kļūst nozīmīga un izmantojama uztvērēja pusē potenciālās elektriskās slodzes vadīšanai.

Šī problēma kļūst sarežģīta, jo gaisa pretestība varētu būt miljonu mega diapazonā, un tādējādi to ir ļoti grūti pārvarēt.

Vēl viena grūtība, kas vēl vairāk apgrūtina tālsatiksmes pārsūtīšanu, ir jaudas fokusēšana uz galamērķi.

Ja pārraidītajai strāvai ir atļauts izkliedēties platleņķī, adresāta uztvērējs, iespējams, nevarēs saņemt nosūtīto jaudu un, iespējams, varētu iegūt tikai daļu no tā, padarot darbību ārkārtīgi neefektīvu.

Tomēr elektrības pārsūtīšana nelielos attālumos bez vadiem izskatās daudz vieglāk, un daudzi to ir veiksmīgi īstenojuši, vienkārši tāpēc, ka īsos attālumos iepriekš apspriestie ierobežojumi nekad nekļūst par problēmu.

Īsa attāluma bezvadu enerģijas pārvadei gaisa pretestība ir daudz mazāka, dažu 1000 megamu diapazonā (vai pat mazāka atkarībā no tuvuma līmeņa), un pārsūtīšana kļūst diezgan efektīva, iestrādājot lielu strāvu un augsta frekvence.

Iegūstot optimālo diapazonu

Lai iegūtu optimālu attāluma līdz strāvas efektivitātei, pārraides biežums kļūst par vissvarīgāko parametru darbībā.

Augstākas frekvences ļauj efektīvāk veikt lielākus attālumus, un tāpēc šis ir viens elements, kas jāievēro, izstrādājot bezvadu enerģijas pārraides aparātu.

Vēl viens parametrs, kas atvieglo pārsūtīšanu, ir sprieguma līmenis, augstāks spriegums ļauj iesaistīt zemāku strāvu un saglabāt ierīces kompaktu.

“kas ir silīcija taisngriezis ”

Tagad mēģināsim saprast jēdzienu, izmantojot vienkāršu izveidotu shēmu:

Ķēde izveidota

Detaļu saraksts

R1 = 10 omi
L1 = 9-0-9 pagriezieni, tas ir, 18 pagriezieni ar centrālo krānu, izmantojot 30 SWG super emaljētu vara stiepli.
L2 = 18 pagriezieni, izmantojot 30 SWG super emaljētas vara stieples.
T1 = 2N2222
D1 ---- D4 = 1N4007
C1 = 100uF / 25V
3V = 2 AAA 1,5 V šūnas virknē

Iepriekš redzamajā attēlā redzama vienkārša bezvadu enerģijas pārvades shēma, kas sastāv no raidītāja pakāpes kreisajā pusē un uztvērēja pakāpes dizaina labajā pusē.

Abus posmus var redzēt nodalītus ar ievērojamu gaisa atstarpi paredzētajai elektroenerģijas maiņai.

Kā tas strādā

Jaudas raidītāja posms izskatās kā oscilatora ķēde, kas izveidota, izmantojot atgriezeniskās saites tīkla ķēdi pāri NPN tranzistoram un induktoram.

Jā, tā ir taisnība, raidītājs patiešām ir oscilatora posms, kas darbojas ar virzību, lai izraisītu pulsējošu augstas frekvences strāvu saistītajā spolē (L1).

Inducētā augstfrekvences strāva ap spoli attīsta atbilstošu elektromagnētisko viļņu daudzumu.

Atrodoties augstā frekvencē, šis elektromagnētiskais lauks var saplīst caur gaisa spraugu ap to un sasniegt attālumu, kas ir pieļaujams atkarībā no tā pašreizējā vērtējuma.

“kā izgatavot apdullināšanas ieročus ”

Var redzēt uztvērēja pakāpi, kas sastāv tikai no papildinoša induktora L2, kas ir diezgan līdzīgs L1, kam ir vienīgā loma - pieņemt pārraidītos elektromagnētiskos viļņus un pārveidot tos atpakaļ par potenciālu starpību vai elektrību, kaut arī ar zemāku jaudas līmeni iesaistītās pārraides dēļ. zaudējumi gaisā.

No L1 radītie elektromagnētiskie viļņi tiek izstaroti visapkārt, un L2, kas atrodas kaut kur līnijā, skar šie EM viļņi. Kad tas notiek, L2 vadu iekšienē esošie elektroni ir spiesti svārstīties tādā pašā ātrumā kā EM viļņi, kas galu galā rada inducētu elektrību arī L2.

Elektrību pareizi izlīdzina un filtrē savienotais tilta taisngriezis un C1, kas veido līdzvērtīgu līdzstrāvas izvadi pāri parādītajiem izejas spailēm.

Patiesībā, ja mēs rūpīgi redzam bezvadu enerģijas pārraides darbības principu, mēs atklājam, ka tas nav nekas jauns, bet mūsu vecā transformatoru tehnoloģija, ko parasti izmantojam barošanas blokos, SMPS blokos utt.

Vienīgā atšķirība ir kodola trūkums, ko mēs parasti atrodam savos parastajos barošanas transformatoros. Kodols palīdz maksimizēt (koncentrēt) enerģijas pārneses procesu un ieviest minimālos zaudējumus, kas savukārt lielā mērā palielina efektivitāti

Induktora kodola izvēle

Kodols ļauj procesam izmantot arī relatīvi zemākas frekvences, precīzāk, aptuveni 50 līdz 100 Hz dzelzs serdeņa transformatoriem, bet 100 kHz robežās - ferīta serdes transformatoriem.

Tomēr mūsu ierosinātajā rakstā par to, kā darbojas bezvadu enerģijas pārvade, tā kā abām sadaļām jābūt pilnībā attālinātām viena no otras, kodola izmantošana vairs nav apšaubāma, un sistēma ir spiesta strādāt bez palīdzības kodola komforta.

Bez kodola kļūst svarīgi, lai tiktu izmantota salīdzinoši augstāka frekvence un arī lielāka strāva, lai pārsūtīšana būtu iespējama, un tas var būt tieši atkarīgs no attāluma starp raidošo un uztverošo posmu.