Базовые элементы электрогенерирующей установки
Установка из двух частей: раскачивающая и и принимающая. Первый элемент это трансформатор тесла, который работает на микросхеме IR2153. Качер будет работать на частоте 230 килогерц, оперироваться с помощью микросхемы с частотой 23 килогерца. На выходе будут стоять 2 полевых транзистора. Катушка намотана медным проводом 0,35 миллиметра. 950 витков. Почти все детали есть. Единственная загвоздка в питании. В следующем видео вы сможете посмотреть, какой получился прибор. Продаются готовые качеры в этом китайском магазине.
https://youtube.com/watch?v=MPEEVpBhURE
Другая часть схемы сложнее. Она выйдет дороже. Используются редкие ферриты. Но игра стоит свеч. Схема полностью расходятся с привычными понятиями физики и электроники.
Баклажаны и грудное кормление
Вы — молодая кормящая мама, и вас, волнует вопрос заботы о здоровье. Ведь, как и в период беременности, в период лактации здоровье малыша напрямую зависит от здоровья мамы. А питание, фактор, значительно влияющий на здоровье и самочувствие каждого человека. В этот не менее ответственный и волнительный период жизни каждой женщины диетологи и специалисты в области грудного вскармливания рекомендуют «новоиспеченным» мамам употреблять в достаточной мере фрукты, ягоды – первые поставщики в наш организм витаминов и других полезных веществ. Их употребление в пищу, должно быть умеренным.
Баклажаны кормящей маме особенно полезны, поскольку среди всех овощей, ягод и фруктов, подаренных нам осенью, по своим полезным свойствам является более безопасной для мамы и ее малыша. Баклажан содержит много клетчатки, магния, калия, витамина группы С и В, железа, фосфора, фолиевой кислоты, меди, каротина. И это не весь список, содержащихся в синеньких, как называем мы в народе, столь важных и незаменимых для здоровья ребенка и его кормилицы веществ, минералов и органических кислот. Так что в рационе молодой мамы этот продукт обязательно следует включить.
Во время вскармливания полезные вещества из баклажанов переходят в молоко
Кормящим мамам можно употреблять баклажан только в период его созревания – это август – сентябрь. Не следует в другое время года покупать эту ягоду, натуральность которой останется под вопросом. Во избежание появления у вашего чада аллергии, как и любой другой цветной продукт, баклажаны нужно добавлять в свое меню постепенно, наблюдая за грудным ребенком. Скушайте синенькие в небольшом количестве, а затем в течение трех дней понаблюдайте за ребенком. Если по истечении этого времени вы не обнаружите появления на коже малютки прыщей, сыпи и другой аллергической реакции, смело можно баклажан употреблять в обычном режиме.
Основные технологические процессы в электроэнергетике
Нормативы потребления электроэнергии на человека без счетчика
Производство электроэнергии в России базируется на трёх китах энергетической системы. Это атомная, тепловая и гидроэнергетика.
Три вида генерирования электричества
| Электростанция | Топливо | Генерация |
| ТЭС | Уголь, мазут | Получение пара от сгорания топлива, который движет турбины генераторов |
| ГЭС | Потенциальная энергия потока воды | Движение турбин под напором воды |
| АЭС | Урановые сердечники | Получение пара от тепла ядерной реакции. Энергия пара движет генераторные паротурбины |
Ультразвуковой способ
Студентами Пенсильванского университета (США) на недавней выставке в 2011 году был продемонстрирован способ передачи электротока с помощью ультразвука. Передатчик генерировал акустические волны в ультразвуковом диапазоне, приёмник преобразовывал их в электрический ток. В качестве носителя энергии ультразвук был выбран не случайно. Его воздействие на организм человека абсолютно безвредно.
Несовершенство этого способа заключается в том, что КПД передачи очень низкий, нужны прямая видимость между абонентами и ограниченность расстояния (7-10 метров).
Метод электромагнитной индукции
Работа обыкновенного трансформатора даёт представление о том, как осуществляется передача электричества без проводов методом электромагнитной индукции. В процессе участвуют две катушки. Магнитное поле, возбуждаемое протекающим током по виткам первичной обмотки, индуцирует электрический поток во вторичной обмотке трансформатора.
Примерами использования эффекта электромагнитной индукции могут быть зарядные устройства смартфонов и электрические зубные щётки. Недостатком такого способа передачи энергии является непременная близость катушек. Даже при небольшом увеличении промежутка между обмотками большая часть энергии начинает распыляться в пространстве.
Один из видов электромагнитной индукции – это использование резонанса. Суть способа заключается в том, что приёмник и передатчик функционируют в одном частотном диапазоне. Передающее и приёмное устройства представляют собой соленоид с одним слоем витков. Генерирующий прибор оснащён конденсаторной схемой, с помощью которой он настраивается на частоту приёмника.
Демонстрация метода электромагнитной индукции
Электростатическая индукция
В основе метода заложен принцип прохождения энергии через тело диэлектрика. Способ называют ёмкостной связью. Генератор создаёт в ёмкости электрическое поле, которое возбуждает разницу потенциалов между двумя электродами потребителя.
Никола Тесла для демонстрации беспроводной лампы освещения использовал именно метод электростатической индукции. Лампа получала питание от переменного электрического поля высокой частоты. Она светилась ровно, независимо от её перемещения в пространстве комнаты.
Микроволновое излучение
Специалисты космотехники разработали способ передачи электроэнергии от орбитальных солнечных батарей на космические корабли с помощью радиосигнала микроволнового диапазона. Проблема этого метода состоит в том, что для приёма и передачи пучкового излучения требуются антенны с очень большой диафрагмой.
Учёные НАСА в 1978 году пришли к выводу, что для передачи микроволнового луча частотой 2,45 ГГц излучающая антенна должна иметь диаметр отражающей поверхности 1 км. Приёмная ректенна должна быть диаметром 10 км. Уменьшить эти размеры возможно путём использования сверхкоротких волн. Однако сигналы такого диапазона быстро поглощаются атмосферой или блокируются дождевыми осадками.
Обратите внимание! Безопасная плотность мощности излучаемой энергии равняется 1 мВт/см2. Этой норме отвечает антенна диаметром 10 км с передающей мощностью потенциала 750 МВт
Электропроводность Земли
Существует теория использования недр и океанов Земли для беспроводной передачи энергии. Электропроводимость гидросферы, залежей металлических руд может быть использована для передачи низкочастотного переменного тока. Электростатическая индукция диэлектрических тел может возникать в огромных залежах кварцевого песка и тому подобных минералов.
Передача электрического тока возможна также через воздушное пространство методом электростатической индукции. Никола Тесла в своё время выдвинул предположение, что в будущем появятся технологии, которые для передачи электроэнергии будут использовать землю, океанические воды и атмосферу планеты.
Всемирная беспроводная система
Впервые о Всемирной беспроводной системе передачи электроэнергии стало известно от великого учёного Теслы. В 1904 году он заявил, что создание ВБС, используя высокую электрическую проводимость плазмы и Земли, вполне осуществимо.
Схема передачи энергии от электростанции до потребителя
Что такое коммерческий учет электроэнергии
Главная электростанция (1) вырабатывает напряжение порядка 10-12 кВ. Затем оно повышается с помощью трансформатора (2) до более высокого уровня: 35, 110, 220, 400, 500 или 1150 кВ. После по кабельной или воздушной линии (3) энергия передаётся на расстояния от единиц до тысяч километров и попадает на понижающую подстанцию. На ней также установлен трансформатор (4), который преобразует сотни киловольт снова в 10-12 тысяч вольт. Далее следует ещё один каскад понижения до 380/220 В (5). Это напряжение является конечным и раздаётся по потребителям (6), т.е. жилым домам, больницам и т.д.
Транспортировка электрической энергии
Передача электроэнергии на расстояние с помощью резонансной однопроводной системы:
Одной из наиболее актуальных проблем современной энергетики является передача электроэнергии на расстояние с низкими экономическими затратами и обеспечение энергосбережения.
На практике для передачи электрической энергии на большие расстояния, как правило, используют трехфазные системы, для реализации которых требуется применение не менее 4 проводов, которой присуще следующие существенные недостатки:
– большие потери электрической энергии в проводах, так называемые джоулевые потери,
– необходимость использования промежуточных трансформаторных подстанций, компенсирующие потери энергии в проводах,
– возникновение аварий вследствие короткого замыкания проводов, в том числе из-за опасных погодных явлений (сильный ветер, наледь на проводах и др.),
– большой расход цветных металлов,
– большие экономические затраты на прокладку трехфазных электрических сетей (несколько миллионов рублей на 1 км).
Отмеченные выше недостатки могут быть устранены за счет применения резонансной однопроводной системы передачи электрической энергии, основанной на идеях Н. Теслы, доработанной с учетом современного развития науки и техники. В настоящее время технология резонансной однопроводной системы передачи электрической энергии получили свое развитие.
Резонансная однопроводная волноводная система передачи электрической энергии на повышенной частоте 1-100 кГц не использует активный ток проводимости в замкнутой цепи. В резонансной волноводной однопроводниковой линии нет замкнутого контура, нет бегущих волн тока и напряжения, а есть стоячие (стационарные) волны реактивного емкостного тока и напряжения со сдвигом фаз 90°. При этом из-за отсутствия активного тока и наличия узла тока в линии отпадает необходимость и потребность в создании в такой линии режима высокотемпературной проводимости, а джоулевы потери становятся незначительными в связи с отсутствием замкнутых активных токов проводимости в линии и незначительными величинами незамкнутого емкостного тока вблизи узлов стационарных волн тока в линии.
Предлагаемая технология основана на использовании двух резонансных контуров с частотой 0,5-50 кГц и однопроводной линии между контурами (см. Рисунок 1) с напряжением линии 1-100 кВ при работе в режиме резонанса напряжений.
Провод линии является направляющим каналом, вдоль которого движется электромагнитная энергия. Энергия электромагнитного поля распределена вокруг проводника линии.
Рис. 1. Электрическая схема резонансной однопроводной системы передачи электроэнергии
1 – генератор повышенной частоты; 2 – резонансный контур повышающего трансформатора; 3 – однопроводная линия; 4 – резонансный контур понижающего трансформатора; 5 – выпрямитель; 6 – преобразователь.
Как показывают расчеты и проведенные эксперименты при таком способе передачи электрической энергии, потери в проводах практически отсутствуют (в сотни раз меньше, чем при традиционном способе передачи электрической энергии) и данная технология безопасна для окружающей природной среды и человека.
Для согласования обычной системы электроснабжения с предлагаемой системой разработаны согласующие устройства и преобразователи, которые устанавливаются в начале и в конце однопроводной линии и позволяют использовать на входе и выходе стандартное электрооборудование переменного или постоянного тока.
В настоящее время отработана технология передачи электроэнергии мощностью до 100 кВт. Передача электроэнергии большей мощности требует применение электронных приборов (транзисторов, тиристоров, диодов и др.) повышенной мощности и надежности. Необходимо проведение дополнительных исследований для решения задачи энергообеспечения объектов, потребляющих электроэнергию мощностью свыше 100 кВт.
Беспроводная передача электроэнергии, первые опыты
В 1888 году Генрих Герц экспериментально подтвердил существование электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом. Его искровой передатчик с прерывателем на основе катушки Румкорфа мог производить электромагнитные волны частотой до 0,5 гигагерц. Которые могли быть приняты несколькими приемниками, настроенными в резонанс с передатчиком.
Генрих Герц и его творение
Приемники могли располагаться на расстоянии до 3 метров, и при возникновении искры в передатчике, искры возникали и в приемниках. Так были проведены первые опыты по беспроводной передаче электрической энергии с помощью электромагнитных волн.
В 1891 году Никола Тесла, занимаясь исследованием переменных токов высокого напряжения и высокой частоты, приходит к выводу, что крайне важно для конкретных целей подбирать как длину волны, так и рабочее напряжение передатчика, и совсем не обязательно делать частоту слишком высокой. Ученый отмечает, что нижняя граница частот и напряжений, при которых ему на тот момент удалось добиться наилучших результатов, — от 15000 до 20000 колебаний в секунду при потенциале от 20000 вольт
Никола Тесла
Тесла получал ток высокой частоты и высокого напряжения, применяя колебательный разряд конденсатора. Он заметил, что данный вид электрического передатчика пригоден как для производства света, так и для передачи электроэнергии для производства света.
В период с 1891 по 1894 годы ученый многократно демонстрирует беспроводную передачу, и свечение вакуумных трубок в высокочастотном электростатическом поле. При этом отмечая, что энергия электростатического поля поглощается лампой, преобразуясь в свет. А энергия электромагнитного поля, используемая для электромагнитной индукции с целью получения аналогичного результата, в основном отражается, и лишь малая ее доля преобразуется в свет. Даже применяя резонанс при передаче с помощью электромагнитной волны, значительного количества электрической энергии передать не удастся, утверждал ученый. Его целью в этот период работы была передача именно большого количества электрической энергии беспроводным способом.
Вплоть до 1897 года, параллельно с работой Тесла, исследования электромагнитных волн ведут: Джагдиш Боше в Индии, Александр Попов в России, и Гульельмо Маркони в Италии.
Вслед за публичными лекциями Тесла, Джагдиш Боше выступает в ноябре 1894 года в Калькутте с демонстрацией беспроводной передачи электричества, там он зажигает порох, передав электрическую энергию на расстояние.
После Боше, а именно 25 апреля 1895 года, Александр Попов, используя азбуку Морзе, передал первое радиосообщение, и эта дата (7 мая по новому стилю) отмечается теперь ежегодно в России как «День Радио».
В 1896 году Маркони, приехав в Великобританию, продемонстрировал свой аппарат, передав с помощью азбуки Морзе сигнал на расстояние 1,5 километра с крыши здания почтамта в Лондоне на другое здание. После этого он усовершенствовал свое изобретение и сумел передать сигнал по Солсберийской равнине уже на расстояние 3 километра.
ЛЭП
Тут стоит рассказать о том, какие сети используются для передачи электроэнергии. От электростанции до конечного потребителя электричество проходит не только через повышающий трансформатор и высоковольтные линии. Если посмотреть на современный город с высоты, можно заметить целый клубок проводов, образующий единую сеть.
Чтобы попасть к потребителю, с высоковольтных линий ток заново поступает в трансформатор, но на этот раз напряжение понижается. После чего он подается на распределительную сеть и расходится на промышленные предприятия, которые имеют свою подстанцию для получения нужного им напряжения, на городские подстанции, которые расформировывают электричество по магистральным кабелям и на районные подстанции.
Вам это будет интересно Щупы для мультиметра
Городская подстанция
От районных подстанций через линии электропередач электричество подается в частные, многоквартирные дома и объекты инфраструктуры. В спальных микрорайонах кабеля от подстанций в основном прокладывают под землей, откуда они выходят уже на щиток подъезда, который дальше распределяет ток на каждую розетку и лампочку в доме.
Силовой ящик многоэтажки
https://youtube.com/watch?v=k3X2gk3VocE
https://youtube.com/watch?v=ctoXEfAx-fQ
Особенность передачи энергии
На самом деле начало разработки принципа беспроводной передачи электричества восходит к 19 веку, когда Никола Тесла использовал проводящие системы создав магнитное поле для передачи энергии по воздуху. Поскольку он система находилась не в режиме, большая часть энергии была потрачена впустую и имела маленький КПД.
Все мы знаем об использовании электромагнитных излучений (радиоволн), которые достаточно хорошо известны для беспроводной передачи информации. Кроме того, лазеры также использовались для передачи энергии без проводов. Однако радиоволны не подходят для передачи энергии, потому что природа излучения такова, что радиоволны распространяются по всему пространству, в результате чего большое количество излучений тратится впустую. А в случае лазеров необходима непрерывная линия визирования (препятствие мешает процессу передачи).
Более практичной технологией принципа беспроводной передачи электричества считается применение электромагнетизма.
Электромагнетизм-термин, обозначающий взаимозависимость изменяющихся во времени электрических и магнитных полей. Например, оказывается, что и колеблющееся магнитное поле производит магнитное электрическое поле – эффект магнитной индукции.
Магнитная индукция: если петля или катушка из проводящего материала будет нести переменный ток, то это является эффективной структурой для генерации или «захвата» магнитного поля.
Если контур подключить к источнику питания переменного тока, он будет создавать колебательное магнитное поле возле контура. Вторая петля, расположенная вплотную к первой, может “захватить” некоторую часть этого колеблющегося магнитного поля. Магнитное поле будет генерировать электрический ток во второй катушке. Ток, генерируемый во второй катушке, может использоваться для питания различных устройств.
Этот тип передачи электрической энергии от одной петли или катушки к другой хорошо известен и называется магнитная индукция. Наиболее распространенными примерами устройств, основанных на магнитной индукции, являются электрические трансформаторы и электрогенераторы.
Энергетическая связь принципа: энергетическая связь возникает, когда источник энергии имеет средство передачи энергии другому объекту. Одним из простых примеров является локомотив, тянущий вагон поезда-механическая связь между ними позволяет локомотиву тянуть поезд и преодолевать силы трения и инерции, которые удерживают поезд на месте и поезд движется. Магнитная связь возникает, когда магнитное поле одного объекта взаимодействует со вторым объектом и индуцирует электрический ток в этом объекте или на нем. Таким способом электрическая энергия может быть передана от источника питания к питаемому устройству. В отличие от примера механической связи, приведенного для поезда, магнитная связь не требует какого-либо физического контакта между объектом, генерирующим энергию, и объектом, получающим или улавливающим эту энергию.
Электрический трансформатор-это устройство, которое использует магнитную индукцию для передачи энергии от своей первичной обмотки к своей вторичной обмотке, не соединяя обмотки друг с другом. Он используется для “преобразования” переменного тока при одном напряжении в переменный ток при другом напряжении.
Анализ рынка продукции
Любые выводы всегда нужно подтверждать. Воспользовавшись сервисом для поиска и подбора товаров «Яндекс Маркет», я провела анализ рынка продукции беспроводных устройств.
По запросу «беспроводная зарядка» нашлось четыре страницы товаров, самый популярный из которых — XiaomiMiWirelessChargingPad средней стоимостью в магазинах 1290 рублей.
Отметим, что средняя стоимость любой проводной зарядки – 200-300 рублей, из чего можно сделать вывод, что беспроводное устройство для среднестатистического покупателя не представляет интереса, так как, скорее всего, для него такая высокая стоимость является переплатой за не столь большие изменения в бытовой жизни и заявленные преимущества.
1. Устройства SAMSUNG
Популярностью также пользуются и устройства этого бренда, а именно две модели:
Samsung EP-P5200
Samsung EP-P1100
Цена первого намного выше среднего, второго – практически на равных с Xiaomi.
2. Устройства Apple. Практически каждый скажет: дорого. И будет прав.
3. Иные производители.
Листая каталог товаров ниже, можно увидеть устройства и за 40000 рублей. Конечно, здесь есть гарантия качества и высокая мощность, но из чего складывается цена? Конечно, не только из используемых материалов, но и из сложности технологии, конструкции. В начале своей работы я заявила, что сфера ЭМИ малоразвита, и данные факты – тому подтверждение.
Цена в основном так и колеблется от 1500 рублей до 20000 рублей. Ассортимент беспроводных зарядок не так широк. Производством подобных товаров занимаются только ведущие бренды, прибавляя к стоимости не только цену технологии, но и своё имя.
Трансформаторные подстанции
Для преобразования напряжения одной величины в другую служат трансформаторные подстанции. Они представляют собой огороженный забором объект, имеющий на своей территории трансформатор. Внутри него располагаются первичная и вторичная обмотки (катушки). Их электромагнитное взаимодействие позволяет с большим КПД преобразовывать энергию. На подстанцию заходят воздушные линии или кабеля с одним напряжением, а выходят с другим, как правило, более низким.
Понижающий трансформатор
Там же располагаются всевозможные системы контроля и учёта электроэнергии и распределительное устройство (РУ). Оно предназначено для связи с другими объектами энергосистемы и является неотъемлемой частью трансформаторной подстанции. РУ позволяет отключить отдельного потребителя по стороне низкого напряжения, не обесточивая при этом всех остальных.
Современное использование катушки Тесла
Наиболее широкое распространение получила демонстрационная версия, которая позволяет увидеть электрическую дугу красивого фиолетового цвета и зажечь лампу без проводов. Однако принцип катушки Тесла все же иногда используется:
- В системах зажигания двигателя внутреннего сгорания. Там используется тот же принцип трансформации энергии в электрическую дугу. Вот только зажигание работает на низких частотах, тогда как катушка Тесло на высоких.
- Для обнаружения пробоин в вакуумных системах.
- Для подачи энергии в люминесцентные и неоновые лампы. Хотя последнее чаще используется как трюк.
Как видно, изобретение до сих пор не разработано до конца. Патент все еще дожидается инвестора. Но вполне вероятно, что инвестора не будет никогда.
Постоянный ток в качестве альтернативы
Большинство из используемых сегодня в мире линий электропередач работает на переменном токе. Однако имеются исключения. В некоторых случаях применение постоянного тока оказывается более эффективным:
- отпадает необходимость в синхронизации генераторов, работающих в разных энергосистемах;
- сводятся к нулю потери на ёмкостное и индуктивное сопротивления кабеля;
- снижается стоимость линии, т.к. для передачи постоянного тока достаточно всего 2 проводников;
- возможность использования на уже построенных ЛЭП переменного тока, т.е. не нужно возводить новые магистрали;
- снижение электромагнитного излучения, возникающего при смене направления тока.
Дополнительная информация. Большинство домашних электроприборов может работать от постоянного тока. К ним относятся лампочки, интернет роутеры, дрели, обогреватели и многое другое. Переменный ток необходим только для некоторых видов двигателей, которые в быту встречаются крайне редко.
Умение передавать электрический ток на огромные расстояния послужило решающим фактором для развития всего человечества. Однако индустрия не стоит на месте, поэтому сейчас учёные работают над тем, чтобы сделать транспортировку энергии ещё эффективнее и дешевле.
https://youtube.com/watch?v=Hrw1FlC4awA
В наши дни
Технологии беспроводной передачи электроэнергии сильно шагнули вперед, в основном в области передачи данных. Так значительных успехов достигла радиосвязь, беспроводные технологии типа Bluetooth и Wi-fi. Особых нововведений не произошло, в основном изменялись частоты, способы шифровки сигнала, представление сигнала перешло из аналогового в цифровой вид.
Если вести речь о передаче электроэнергии без проводов для питания электрооборудования, стоит упомянуть о том, что в 2007 году исследователи из Массачусетского института передали энергию на 2 метра и зажгли 60-ваттную лампочку таким образом. Эта технология получила названия WiTricity, в её основе электромагнитный резонанс приемника и передатчика. Стоит отметить, что приемник получает порядка 40-45% электроэнергии. Обобщенная схема устройства для передачи энергии через магнитное поле изображена на рисунке ниже:
На видео пример применения этой технологии для зарядки электромобиля. Суть заключается в том, что на дно электромобиля крепят приемник, а в гараже или на другом месте устанавливают передатчик на полу.
Вы должны поставить машину так, чтобы приемник располагался над передатчиком. Устройство передает достаточно много электроэнергии без проводов – от 3,6 до 11 кВт в час.
Компания в перспективе рассматривает обеспечение электричеством такой технологией и бытовой техники, а также всей квартиры в целом. В 2010 году компания Haier представила беспроводной телевизор, который получает питание с помощью аналогичной технологии, а также видеосигнал без проводов. Подобные разработки ведут и другие передовые компании, такие как Intel, Sony.
В быту широко распространены технологии беспроводной передачи электроэнергии, например, для зарядки смартфона. Принцип аналогичный – есть передатчик, есть приемник, КПД порядка 50%, т.е. для заряда током в 1А передатчик будет потреблять 2А. Передатчик обычно в таких комплектах называется базой, а та часть, что подключается к телефону – приемником или антенной.
Другой нишей является беспроводная передача электричества с помощью микроволн или лазера. Это обеспечивает больший радиус действия, нежели пара метров, которые обеспечивает магнитная индукция. В микроволновом способе на принимающее устройство устанавливают ректенну (нелинейная антенна для преобразования электромагнитной волны в постоянный ток), а передатчик направляет своё излучение в эту сторону. В таком варианте беспроводной передачи электричества отсутствует необходимость прямой видимости объектов. Минусом является то, что микроволновое излучение небезопасно для окружающей среды.
Рекомендуем просмотреть видео, на котором более подробно рассмотрен вопрос:
В заключение хотелось бы отметить — беспроводная передача электричества, безусловно, удобна для использования в повседневной жизни, но у неё есть свои плюсы и минусы. Если говорить об использовании таких технологий для заряда гаджетов, то плюсом является то, что вам не придется постоянно вставлять и вынимать из разъёма вашего смартфона штекер, соответственно разъём не выйдет из строя. Минусом является низкий КПД, если для смартфона потери энергии не существенны (несколько Ватт), то для беспроводной зарядки электромобиля – это весьма большая проблема. Основной целью развития в этой технологии является повысить КПД установки, ведь на фоне повсеместной гонки за энергосбережением использование технологий с низким КПД весьма сомнительно.
Похожие материалы:
- Закон Ома простым языком
- Причины потерь электроэнергии на больших расстояниях
- Что такое умные лампы
https://youtube.com/watch?v=FxlGPz4kyZw
https://youtube.com/watch?v=aC0mpUZz_RI
Как работает передача электричества без проводов?
Механизм функционирования базируется на магнетизме и электромагнетизме. Простое устройство системы представлено передатчиком и приемником. Взаимодействуя, они образуют непостоянный ток в виде магнитного поля округлой формы.
Принципы передачи
Данная система постоянно совершенствовалась и совершенствуется по настоящее время. Длительное время пользовались американской технологией, разработанной в штате Массачусетс в 2007 году. Благодаря этой технологии передавали энергию на расстояние в 2,1 метр. В широкие массы эта технология не поступила по разным причинам, в том числе, из-за сложного устройства, крупных габаритов и т.д.
В Южной Корее создали передатчик, работающий на более длительные дистанции до 5 метров. Работает на основе резонансной системы. Преимущество в компактности. Катушки легко поместятся в стене, не привлекая внимания.
На этом изучение и разработки не закончены. Это очень перспективное направление, поэтому исследования ведутся постоянно учеными разных стран.
На данный момент времени есть несколько разновидностей излучения, лежащего в основе беспроводного соединения. У каждого из них есть и достоинства, и недостатки.
Лазерное электричество
Достоинства этого вида излучения в повышенной безопасности и достаточно большом радиусе действия. Необходимое условие, чтобы эта «система» пришла в активность, наличие прямой видимости.
На сегодняшний день уже несколько установок созданы и успешно прошли испытания. Среди них, например, есть беспилотник, питающийся от лазерного луча и способный находиться в воздухе до 48 часов. Речь идет о Stalker, созданном американской компанией, занимающейся производством военной техники и самолетов, Lockheed Martin.
Микроволновое электричество
Дорогостоящее оборудование, действующее на очень дальние дистанции. В качестве передатчика выступает радиоантенна. Именно она создает излучение. На принимающем устройстве встроена ректенна, которая занимается преобразованием излучения в ток. При этом в данной технологии не требуется прямое видение между приемником и излучателем. У микроволнового излучения есть недостатки: увеличение габаритов оборудования при увеличении дистанции, а также небезопасности для человека и окружающей среды.
Ситуация на сегодняшний день
Самый реальный из всех вариантов – беспроводное электричество на базе магнитной индукции. У него есть ограничения, над устранением работы которых ведется работа. Однако затруднения связаны с созданием именно безопасной технологии.
Лазерная, ультразвуковая и прочие технологии тоже совершенствуются.
Для орбитальных спутников с мощными солнечными батареями подойдет лазерное или микроволновое излучение.
На данный момент времени крупнейшие производители объединили свои усилия для создания международного стандарта (QI). Среди них Sony, Samsung, Nokia, Huawei и другие. Этот стандарт позволит создавать зоны беспроводной подзарядки гаджетов и девайсов в общественных местах.
Применение
На данный момент времени беспроводные технологии можно встретить в зубных щетках. Лазерное излучение подходит для самолетов, а СВЧ для вертолетов. В продаже представлены беспроводные зарядки для мобильных гаджетов.
«Плюсы» и «минусы»
Преимущества беспроводного электричества в том, что им не требуется источник питания, отсутствуют провода, не нужны батареи, не требуется частое техобслуживание и наличие глобальных перспектив.
Среди недостатков (на сегодняшний день): ограниченность радиуса действия, неполная технологическая проработка, недостаточный уровень безопасности, высокая стоимость. Эти недостатки носят временный характер, поскольку в процессе работы над совершенствованием технологии они будут устранены.
Целесообразно воспринимать эти недостатки как возможности для совершенствования «слабых мест». Они определяют дальнейшее направления развития и вкладывания основных ресурсов.
Классификация линий электропередач
Беспроводная передача электроэнергии
Существует множество разновидностей ЛЭП. Каждый из видов заточен под свои определённые нужды и задачи. В соответствии с этим, ПУЭ регламентирует следующую классификацию воздушных линий электропередач.
По классу напряжению ЛЭП бывают:
- низковольтные, до 1 кВ;
- высоковольтные, свыше 1 кВ.
По назначению:
- Межсистемные линии с напряжением от 500 кВ и выше;
- Магистральные, 220-500 кВ;
- Распределительные, 110-220 кВ;
- Линии 35 кВ для питания сельхоз потребителей;
- ЛЭП 1-20 кВ, используемые в пределах одного населённого пункта.
Род электрического тока в ЛЭП подразделяются на:
- переменный (практически все линии);
- постоянный ток (встречается редко, в основном 3,3 кВ контактной сети железной дороги).
