The Tesla Theory Wie zal de race winnen voor draadloze kracht?

Wanneer je denkt aan draadloze kracht, beelden van bliksemschichten racen van een Tesla-spoel 10 van de beste Tesla-spoelen Muziekvideo's op YouTube 10 van de beste Tesla-spoelen Muziekvideo's Op YouTube wordt Nikola Tesla terecht beschouwd als een van de grootste wetenschappelijke geesten van allemaal tijd. Zijn baanbrekende werk als een ingenieur, vooral op het gebied van elektriciteit en elektromagnetisme, betekent dat zijn naam synoniem is met ... Lees meer naar een ander waarschijnlijk te binnen schieten, of misschien beelden van het moment dat het monster van Frankenstein tot leven kwam.

Hoewel het idee belachelijk en bijna onmogelijk lijkt, zult u misschien verbaasd zijn te horen dat draadloze kracht snel realiteit wordt.

Er zijn een aantal theorieën en voorstellen naar voren gebracht om de futuristische prestatie van het overdragen van elektriciteit door de lucht naar apparaten in uw huis te bereiken - wat we in dit artikel zullen bespreken - maar eerst is het belangrijk om zowel het potentieel als de beperkingen te begrijpen van de wetenschap 10 Wetenschap YouTube-kanalen Je mag niet missen 10 Wetenschap YouTube-kanalen die je niet kunt missen Het woord wetenschap betekent in essentie kennis, en het is deze zoektocht naar leren en begrijpen die de mensheid tot het toppunt van haar macht heeft gedreven. Het web biedt voldoende gelegenheid om die kennis te verspreiden naar ... Lees meer achter deze pogingen.

Wat is Wireless Power?

Wanneer de meeste mensen denken aan elektriciteit, denken ze aan de traditionele een- of tweedraads stekker met een positieve aansluiting, een negatieve aansluiting en soms een aardingsdraad. De positieve en negatieve aansluitingen vormen een in wezen een elektrisch circuit, zoals weergegeven in het onderstaande schema.

Dit is het eenvoudigste voorbeeld van een elektrisch circuit. Nou, eigenlijk zou het verwijderen van de schakelaar eenvoudiger zijn, maar je begrijpt het wel.

De batterij “+” en “-” terminals zijn de rode en zwarte draden in uw stekker, of u nu een lamp, een computer of iets anders aansluit.

Op het fundamentele niveau kan elektriciteit worden omschreven als de stroom van een “stroom” van positieve naar negatieve terminals. Ik ga een theoretische discussie vermijden over de beweging van de daadwerkelijk geladen deeltjes. Begrijp gewoon dat voor het aandrijven van een elektrisch apparaat, het een spanningsverschil nodig heeft tussen die twee klemmen.

Dus hoe is het mogelijk om een ​​systeem te draaien dat duidelijk afhankelijk is van een geleider zoals een elektrische draad voor de stroom van lading? Wat moet je doen?, schieten de lading van het uiteinde van de ene draad naar de andere? Nou ... .sorta.

Laat me je voorstellen aan de transformator.

Dit is eigenlijk een concept dat al bestaat sinds de tijd van Tesla zelf. U neemt één draad met uw bronspanning (bijvoorbeeld aangesloten op een 60 Hz AC-stopcontact) en draait deze rond in vele lussen. Gebruik een stuk ijzer om het gemakkelijk te maken om de lussen in te pakken.

Wikkel vervolgens een tweede draad op korte afstand van de eerste spoel. Je zult stroom opwekken in de tweede spoel, net als magie.

Oké, niet helemaal magisch, maar redelijk dichtbij. Kortom, elke draad met wisselspanning induceert een elektromagnetisch veld eromheen, flux genaamd. Wanneer je de draad oprolt, versterk je dat veld. Schuif magnetisch materiaal zoals ijzer in die spoel en je verbetert je vermogen om de energie over te dragen naar die tweede spoel. Maar - hier is de kicker - hetzelfde kan door de lucht gebeuren.

Ooit een inductieoven gebruikt?

Als je de kans krijgt om er een te zien, zet hem dan op volledig vuur en leg je hand op de brander. Nee, serieus - raak alles aan wat je wilt. Je wordt niet verbrand. Die opgerolde draden zijn bedoeld om wervelstromen in het gietijzeren kookgerei op het fornuis te induceren. Dit op zijn beurt verwarmt de pot, die het voedsel verwarmt.

Deze transmissie van elektrische energie door de lucht is hoe generatoren, motoren en zelfs je elektrische tandenborstellader werkt. In deze gevallen, in plaats van een ijzeren kern, is het een “luchtkern”. Het is de flux die de elektrische energie overdraagt.

Doorbraken in draadloos vermogen

Waarom hebben wetenschappers niet eerder draadloos energie kunnen overdragen met inductie? Nou, om dit te begrijpen, moet je echt naar de mensen gaan die het allemaal begonnen zijn - of tenminste de Nikola Tesla's fakkel hebben opgepikt.

In een paper uit 2006, gepubliceerd in de Annals of Physics, beschreven MIT-onderzoekers hoe ze wilden aantonen dat deze velden kunnen worden gebruikt om draadloos stroom te verzenden.

We onderzoeken of, en in welke mate, het fysische verschijnsel van resonante elektromagnetische toestanden met lange levensduur met gelokaliseerde langzaam evanescente veldpatronen kan worden gebruikt om energie efficiënt over niet-verwaarloosbare afstanden over te brengen, zelfs in de aanwezigheid van externe omgevingsobjecten.

In gewoon Engels zeiden de onderzoekers dat ze geloofden dat met behulp van de juiste configuratie deze inductievelden konden worden gebruikt om energie over een afstand over te dragen, zelfs met objecten op de weg.

En raad eens wat ze in 2007 hebben bewezen en hun resultaten hebben gepubliceerd in een experimenteel artikel dat is gepubliceerd in het tijdschrift Science.

Met behulp van zelfresonerende spoelen in een sterk gekoppeld regime, hebben we experimenteel aangetoond efficiënte niet-bestraffende vermogensoverdracht over afstanden tot 8 keer de straal van de spoelen. We konden 60 watt overbrengen met ~ 40% efficiëntie over afstanden van meer dan 2 meter.

Dit was een geweldige prestatie. Voor degenen onder u die nog niet goed zijn afgestemd op het metrische systeem, is 2 meter iets meer dan zes en een halve voet. In principe konden ze de stroom van de ene spoel naar de andere overbrengen, de afstand van een zeer lange persoon.

Wat was hun geheim? Het was wat ze noemden “resonante spoelen”. Ze verfijnden de spoelen - het aantal, de straal en andere factoren - om een ​​soort te bereiken “resonantie” tussen de twee spoelen.

Het is essentieel dat de spoelen resonantie hebben om de krachtoverbrenging praktisch te maken (6). We vinden experimenteel dat het vermogen dat wordt doorgegeven aan de belasting sterk daalt als een van de spoelen wordt ontstemd van resonantie.

Hoe dan ook leidde deze prestatie tot de snelle ontwikkeling van draadloze stroomtoepassingen. De race was begonnen.

De race om de kracht te benutten

Race ze deden.

Een van de eerste startups die voor commerciële doeleinden op deze technologie sprong, was WiTricity. Al in 2009 gaf CEO Eric Giler een demo van de draadloze krachttechnologie op TEDGlobal 2009.

Hij was niet de enige. Veel bedrijven sprongen onmiddellijk in op deze technologie voor toepassingen die praktisch en gemakkelijk waren over korte afstanden. Draadloos opladen van draagbare apparaten was een voor de hand liggende eerste keuze, en in 2009 losten de eerste inductieve pads The Duracell myGrid echt op, evenals een netsnoer? Is The Duracell myGrid echt zo goed opladen als een netsnoer? Netsnoeren zijn een steeds ouder wordend concept in de draadloze wereld van vandaag, maar tot nu toe blijven ze een noodzaak. Niemand wil worden gedwongen om hun elektronica vast te maken aan het nest van een rattennoer ... Read More hit the market.

Nu kunt u uw mobiele apparaten op deze pads plaatsen en ze laden. U hoeft niet meer te zoeken naar de stekker van uw telefoon.

Als je denkt dat dit een coole uitvinding was, overweeg dan hoe ver de industrie is gekomen sinds de dagen van de ontdekking van MIT. In 2011 creëerde een bedrijf genaamd Evatran een “Plugless Power” systeem voor elektrische auto's die de inductietechnologie gebruiken om elektrische voertuigen zonder kabels op te laden.

Inductieladen is niet de toekomst van elektrische auto's, het is er al.

De toekomst van draadloos vermogen

Nu dat u weet waar de industrie is met draadloze kracht, laten we eens kijken naar waar het naartoe gaat.

Begin 2014 kondigden onderzoekers van het Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) aan dat ze een “Dipool-spoelresonant systeem” waar ze in staat waren om een “uitgebreid bereik van inductieve krachtoverdracht, tot 5 meter tussen zender- en ontvangerspoelen.”

Ze waren ook in staat om de spoelmaten te verkleinen van wat het MIT-team had gebruikt, waardoor het geheel praktischer (hoewel nog steeds duur) werd voor commerciële doeleinden.

Chun T. Rim, hoofd van het onderzoeksproject, vertelde Science Daily dat hij voor ogen had dat zo'n systeem werd gebruikt om te voorzien “draadloze stroom hot-spots” net zoals mensen internet-hotspots gebruiken.

Net zoals we vandaag overal wifi-zones zien, zullen we uiteindelijk veel Wi-Power-zones hebben op plaatsen als restaurants en straten die elektrische stroom draadloos naar elektronische apparaten leveren.

Vijf meter is bijna zestien en een halve voet. Nu heb je het over de lengte van een typische kamer in een huis.

Gedurende dit jaar heeft een bedrijf met de naam Ossia de ronde gedaan met zijn concept genaamd Cota, een technologie die het bedrijf belooft voor het draadloos opladen Wat is draadloos opladen en hoe werkt het precies? [MakeUseOf Explains] Wat is draadloos opladen en hoe werkt het precies? [MakeUseOf Explains] We leven in een draadloze wereld. Maar dat doen we niet. Natuurlijk kunnen we enorme hoeveelheden informatie over de ether sturen, maar de apparaten die het kunnen verzenden en ontvangen, zijn gebonden aan netsnoeren ... Lees meer van apparaten tot 30 voet verwijderd van het basisstation.

Maar natuurlijk hebben Apple-fanboys geen angst, je bedrijf staat ook in de voorhoede van dit spel.

In augustus ontving Apple twee patenten die verband hielden met hun geplande toepassing van resonante inductieve draadloze oplading.

Eén patent beschrijft hoe gebruikers een voeding kunnen aansluiten - zoals een dongle of een apparaat in een nieuwer computer systeem - en dan zal die voeding draadloos alles opladen “geschikt afgestemd” apparaten in de buurt.

Het patent luidt:

... het passend afgestemde randapparaat kan worden beschouwd als een onderdeel van een resonantiecircuit dat de NFMR-voeding en alle andere randapparatuur die zo is afgestemd kan omvatten.

Het patent onthult dat een hele elektronische industrie racete om te profiteren van een technologie die volledig zou kunnen veranderen hoe een modern huishouden eruit ziet.

Als eerste komen de kleinere apparaten die gemakkelijker op te laden zijn, met lagere stroombehoeften. Echter, als de andere spelers in de industrie voor inductie-energie er iets over te zeggen hebben, zullen alle huishoudelijke apparaten - van je magnetron tot je tv met groot scherm - worden gevoed zonder enige stroomkabel..

Op een dag kunnen mensen naar de stopcontacten in een huis kijken op dezelfde manier waarop kinderen vandaag naar die oude, domme netwerkaansluitingen kijken. Klaar of niet, draadloos vermogen is de toekomst - en ik wed dat Nikola Tesla in zijn graf lacht.

Wat vind je van draadloze kracht? Ga je de technologie omhelzen, of heb je enige zorgen? Deel uw mening in de commentarensectie hieronder!

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