Беспроводное питание. Резонансные и беспроводные питающие устройства
Продолжение статьи «Беспроводное питание»
Бытовые приборы излучают сравнительно маломощные магнитные поля. Поэтому заряжаемые устройства и зарядные устройства должны находиться на таком расстоянии, чтобы во вторичных катушках наводился достаточный ток, а это может обеспечиваться лишь тогда, когда катушки находятся на небольшом расстоянии одна от другой. Более мощное поле может наводить ток в катушке на большем расстоянии, однако процесс передачи энергии будет при этом крайне неэффективным. Поскольку магнитное поле распространяется во всех направлениях, увеличение его интенсивности приведет к неоправданным потерям большого количества энергии.
Однако в ноябре 2006 года исследователи Массачусетского технологического института сообщили о том, что они нашли эффективный способ передачи энергии между двумя катушками, расстояние между которыми составляло несколько метров. Группа ученых под руководством Marin Soljacic собирается еще больше увеличить расстояние, используя явление резонанса.
Явление резонанса удобно рассматривать на примере звуковых колебаний. Физическая структура объекта, например, размер и форма трубы, определяет частоту ее собственных колебаний. Эта частота и является ее резонансной частотой. Предметы легко заставить вибрировать на резонансной частоте и тяжело заставить колебаться с другой частотой. Именно поэтому, если играть на трубе возле второй трубы, последняя начнет вибрировать. У обеих труб одинаковая резонансная частота.
Исследователи Массачусетского технологического института (МТИ) обнаружили, что явление электромагнитной индукции протекает несколько иначе, если электромагнитное поле вокруг катушек резонирует на одинаковой частоте. В предлагаемом варианте передачи энергии в качестве катушки индуктивности используется изогнутый виток провода. К каждому из концов этого витка присоединяется по емкостной пластине для накопления заряда. Если по катушке пропустить электрический ток, она начнет резонировать. Резонансная частота такой системы зависит от индуктивности катушки и емкости пластин.
В случае электрической зубной щетки система состоит из двух катушек. Так как обе катушки имеют одинаковую резонансную частоту, электрическая энергия, распространяясь с электромагнитной волной, может проходить от одной катушки к другой. Действие аналогично тому, как вибрирующая труба может заставить вибрировать другую трубу.
Если же обе катушки находятся вне зоны досягаемости друг друга, не произойдет ничего, поскольку поля, окружающие катушки, недостаточно сильны, чтобы повлиять друг на друга. Аналогично, если две катушки резонируют на различных частотах, ничего не произойдет. Однако если две катушки с одинаковой резонансной частотой расположить на расстоянии нескольких метров друг от друга, потоки энергии будут перемещаться от передающей катушки к приемной. Согласно теории, одна катушка может снабжать энергией даже несколько катушек, если каждая из них резонирует на такой же частоте. Исследователи назвали это явление безызлучательным переносом энергии, поскольку при этом возникают стационарные поля, а не поля, распространяющиеся во всех направлениях.
Предварительные исследования, проведенные группой ученых Массачусетского технологического института наводят на мысль, что устройства такого типа могли бы питать или заряжать все устройства, находящиеся в определенном помещении. Для передачи энергии на большие расстояния, например, в пределах дома или города, в технологию, видимо, нужно будет внести некоторые изменения. Ученые добились прогресса – в июне 2007 года упоминавшиеся исследователи МТИ опубликовали статью, подробно описывающую успешную демонстрацию созданного ими опытного образца. В установке две резонирующих катушки использовались для питания лампочки накаливания на расстоянии, составляющем около семи футов (два метра).
Продолжение следует
Источник:
Просмотров: 2401
Ваш коментарий будет первым
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии. Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.
Продолжение статьи «Беспроводное питание»
Ваш коментарий будет первым
