קטגוריות: מאמרים מוצגים » עובדות מעניינות
מספר צפיות: 39972
הערות לכתבה: 4
שיטות העברת חשמל אלחוטיות
חוק האינטראקציה של זרמים חשמליים, שהתגלה על ידי אנדרה מארי אמפר בשנת 1820, הניח את הבסיס להמשך פיתוח מדע החשמל והמגנטיות. לאחר 11 שנים, מייקל פאראדיי קבע באופן ניסיוני כי שדה מגנטי משתנה שנוצר על ידי זרם חשמלי מסוגל לגרום לזרם חשמלי במוליך אחר. אז זה נוצר שנאי חשמלי ראשון.
בשנת 1864 סיסטם סוף סוף ג 'יימס קלקר מקסוול שיטח את הנתונים הניסויים של פאראדיי, והעניק להם צורה של משוואות מתמטיות מדויקות, שבזכותן נוצר בסיס האלקטרודינמיקה הקלאסית, מכיוון שמשוואות אלה תיארו את הקשר של השדה האלקטרומגנטי עם זרמים ומטענים חשמליים, והתוצאה של זה צריכה להיות קיומם של גלים אלקטרומגנטיים.
בשנת 1888 אישר היינריך הרץ בניסוי את קיומם של גלים אלקטרומגנטיים שחזה מקסוול. משדר הניצוץ שלו עם מסוק על בסיס סליל רומקורף יכול היה לייצר גלים אלקטרומגנטיים בתדר של עד 0.5 גיגה הרץ, שיכולים להתקבל על ידי מספר מקלטים המותאמים בתהודה עם המשדר.
ניתן היה לאתר את המקלטים במרחק של עד 3 מטרים, וכאשר התרחש ניצוץ במשדר, הופיעו ניצוצות גם במקלטים. כך נערכו ניסויים ראשונים בנושא הולכה אלחוטית של אנרגיה חשמלית באמצעות גלים אלקטרומגנטיים.
בשנת 1891 ניקולה טסלהבעודו בוחן זרמים מתחלפים של מתח גבוה ותדר גבוה, הוא מגיע למסקנה כי חשוב ביותר לבחור הן את אורך הגל והן את מתח ההפעלה של המשדר למטרות ספציפיות, ואין צורך להפוך את התדר לגבוה מדי.
המדען מציין כי הגבול התחתון של התדרים והמתחים שבהם באותה תקופה הצליח להשיג את התוצאות הטובות ביותר הוא בין 15,000 ל 20,000 תנודות בשנייה עם פוטנציאל של 20,000 וולט. טסלה קיבלה זרם מתח גבוה ומתח גבוה באמצעות פריקה מתנדת של קבל (ראה - שנאי טסלה) הוא ציין כי משדר חשמלי מסוג זה מתאים הן לייצור אור והן להעברת חשמל לייצור אור.
בתקופה שבין 1891 ל- 1894 המדען הדגים שוב ושוב את השידור האלחוטי ואת הזוהר של צינורות ואקום בשדה אלקטרוסטטי בתדר גבוה, תוך שהוא מציין כי האנרגיה של השדה האלקטרוסטטי נקלטת במנורה, הופכת לאור, ואנרגיית השדה האלקטרומגנטי המשמשת לאינדוקציה אלקטרומגנטית על מנת להשיג דומה התוצאה משתקפת בעיקר, ורק חלק קטן ממנה מומר לאור.
אפילו באמצעות תהודה בהולכה באמצעות גל אלקטרומגנטי, לא ניתן להעביר כמות משמעותית של אנרגיה חשמלית, טען המדען. מטרתו בתקופת עבודה זו הייתה להעביר באופן מדויק כמות גדולה של אנרגיה חשמלית באופן אלחוטי.
עד שנת 1897, במקביל לעבודתו של טסלה, נערכו מחקרים על גלים אלקטרומגנטיים על ידי: ג'גדיש בוצ'ה בהודו, אלכסנדר פופוב ברוסיה וגוגלימו מרקוני באיטליה.
בעקבות הרצאותיו הפומביות של טסלה, ג'גדיש בוס מדבר בנובמבר 1894 בכלכתה בהדגמה של העברת חשמל אלחוטית, שם הוא מצית אבקת שריפה, ומעביר אנרגיה חשמלית למרחקים.
אחרי בוצ'ה, כלומר ב- 25 באפריל 1895, אלכסנדר פופוב, באמצעות קוד מורס, שידר את הודעת הרדיו הראשונה, ותאריך זה (7 במאי בסגנון חדש) נחגג כעת מדי שנה ברוסיה כיום הרדיו.
בשנת 1896, מרקוני, שהגיע לבריטניה, הראה את מכשיריו באמצעות העברת אות במרחק של כקילומטר מגג בניין סניפי הדואר בלונדון לבניין אחר באמצעות קוד מורס.לאחר מכן, הוא שיפר את המצאתו והצליח להעביר איתות לאורך מישור סליסבורי כבר במרחק של 3 קילומטרים.
טסלה בשנת 1896 משדרת ומקבלת אותות בהצלחה במרחק בין המשדר למקלט של כ- 48 קילומטרים. עם זאת, עד כה אף אחד מהחוקרים לא הצליח להעביר כמות משמעותית של אנרגיה חשמלית למרחק גדול.
ניסוי בקולורדו ספרינגס, בשנת 1899, כותב טסלה: "הכישלון של שיטת האינדוקציה נראה עצום בהשוואה לשיטה המלהיבה את מטען האדמה והאוויר." זו תהיה תחילתו של מחקר של מדען שמטרתו להעביר חשמל על מרחקים ניכרים מבלי להשתמש בחוטים. בינואר 1900 רשם טסלה ביומנו הערה על העברת האנרגיה המוצלחת לסליל, "הנישא הרחק לשדה" ממנו הונעה המנורה.
וההצלחה הגרנדיוזית ביותר של המדען תהיה השיגור ב- 15 ביוני 1903 של מגדל ורדנקליף בלונג איילנד, שנועד להעביר אנרגיה חשמלית על פני מרחק ניכר בכמויות גדולות ללא חוטים. התפתלויות משניות מקורקעות של שנאי התהודה, שמעליה כיפה כדורית נחושת, היו אמורות לעורר מטען של כדור הארץ ושכבות אוויר מוליכות ולהפוך ליסוד במעגל תהודה גדול.
אז הצליח המדען להניע 200 מנורות של 50 וואט במרחק של כ- 40 ק"מ מהמשדר. עם זאת, על בסיס כדאיות כלכלית, הופסק מימון הפרויקט על ידי מורגן, שמלכתחילה השקיע כסף בפרויקט במטרה לקבל תקשורת אלחוטית, והעברת אנרגיה חופשית בקנה מידה תעשייתי למרחק כמו שאיש עסקים באופן קטגורי לא התאים לו. בשנת 1917 נהרס המגדל, שתוכנן להעברה אלחוטית של אנרגיה חשמלית.
קרא עוד על הניסויים של ניקולה טסלה כאן:שיטת תהודה להעברה אלחוטית של אנרגיה חשמלית על ידי ניקולה טסלה
הרבה אחר כך, בתקופה שבין 1961 ל -1964, ניסה מומחה בתחום האלקטרוניקה למיקרוגל, וויליאם בראון, בארצות הברית בנתיבי העברת אנרגיה במיקרוגל.
בשנת 1964 הוא בדק לראשונה מכשיר (דגם מסוק) המסוגל לקבל ושימוש באנרגיית מיקרוגל בצורה של זרם ישר, בזכות מערך אנטנות המורכב מדיפולות חצי גל, שכל אחת מהן עמוסה בדיודות שוטקי יעילות במיוחד. עד 1976 וויליאם בראון העביר כוח מיקרוגל של 30 קילוואט למרחק של 1.6 ק"מ עם יעילות של יותר מ 80%.
בשנת 2007 צוות מחקר במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס בהנחיית פרופסור מרינה סוליאצ'יץ 'הצליח להעביר אנרגיה אלחוטית למרחק של 2 מטר. הספק המועבר הספיק בכדי להניע נורה של 60 וואט.
בלב הטכנולוגיה שלהם (נקרא WiTricity) טמונה תופעת התהודה האלקטרומגנטית. המשדר והמקלט הם שני סלילי נחושת בקוטר של 60 ס"מ המהדהדים באותה תדר. המשדר מחובר למקור אנרגיה, והמקלט מחובר למנורת ליבון. המעגלים מכוונים לתדר של 10 מגהרץ. המקלט במקרה זה מקבל רק 40-45% מהחשמל המועבר.
בערך באותה תקופה, אינטל הדגימה טכנולוגיה דומה להעברת כוח אלחוטי.
בשנת 2010 קבוצת Haier, יצרנית מכשירי חשמל ביתיים, הציגה ב- CES 2010 את המוצר הייחודי שלה - טלוויזיה LCD אלחוטית לחלוטין המבוססת על טכנולוגיה זו.
קרא גם בנושא זה:Qi אלקטרונית כוח אלחוטי רגיל
ראה גם באתר elektrohomepro.com
: