מָסוֹרתִי מערכות העברת חשמל קווית בדרך כלל דורשים שכיבה של חוטי הולכה בין היחידות המבוזרות ליחידות הצרכן. זה מייצר הרבה אילוצים כמו עלות המערכת - עלות הכבלים, ההפסדים שנגרמו בתמסורת וכן בהפצה. תאר לעצמך, רק ההתנגדות של קו ההולכה גורמת לאובדן של כ- 20-30% מהאנרגיה שנוצרת.
אם אתה מדבר על מערכת העברת הכוח DC, אפילו זה לא אפשרי מכיוון שהיא מצריכה חיבור בין ספק הכוח DC למכשיר.
תארו לעצמכם מערכת נטולת חוטים לחלוטין, בה תוכלו להשיג כוח זרם חילופין לבתיכם ללא כל חוטים. איפה תוכל לטעון את הנייד שלך מבלי שתצטרך לחבר אותו באופן פיזי לשקע. היכן שניתן לטעון את הסוללה של הקוצב (המונחת בתוך לב אנושי) מבלי להחליף את הסוללה. כמובן שמערכת כזו אפשרית וכאן מגיע התפקיד של העברת כוח אלחוטי.
מושג זה הוא למעשה לא מושג חדש. כל הרעיון הזה פותח על ידי ניקולה טסלה בשנת 1893, שם פיתח מערכת להארת נורות ואקום בטכניקות שידור אלחוטיות.
אנחנו לא יכולים לדמיין עולם בלי כוח אלחוטי העברה אפשרית: טלפונים ניידים, רובוטים מקומיים, נגני MP3, מחשבים, מחשבים ניידים וגאדג'טים אחרים הניתנים להעברה, המתאימים לטעינה עצמית תוך שהם מעולם לא מחוברים אליהם, ומשחררים אותנו מאותו חוט החשמל הסופי והנמצא בכל מקום. חלק מיחידות אלה אפילו אינן דורשות מספר רב של תאים / סוללות חשמליות להפעלתן.
3 סוגים של שיטות העברת חשמל אלחוטיות:
- צימוד אינדוקטיבי : אחת השיטות הבולטות ביותר להעברת אנרגיה היא באמצעות צימוד אינדוקטיבי. הוא משמש בעצם להעברת כוח קרוב לשדה. זה מבוסס על העובדה שכאשר זרם זרם דרך חוט אחד, מתח נגרם על קצוות החוט השני. העברת הכוח מתבצעת באמצעות השראות הדדית בין שני החומרים המוליכים. דוגמא כללית היא שנאי.
העברת כוח באמצעות צימוד אינדוקטיבי
- העברת חשמל במיקרוגל: רעיון זה פותח על ידי ויליאם סי בראון. כל הרעיון כולל המרת כוח החשמל לעוצמת RF והעברתו דרך החלל ושוב להמיר אותו מחדש למתח AC במקלט. במערכת זו, נוצר כוח באמצעות מקורות כוח של מיקרוגל כמו קליסטרון, והספק שנוצר זה ניתן לאנטנה המשדרת באמצעות מוליך הגל (המגן על כוח המיקרוגל מכוח מוחזר) והטיונר (התואם את העכבה של מקור המיקרוגל עם זו של האנטנה). החלק הקולט מורכב מהאנטנה המקבלת המקבלת את עוצמת המיקרוגל ומעגל התאמת העכבה ומסנן התואם את עכבת הפלט של האות לזו של היחידה המתקנת. אנטנת קבלה זו יחד עם היחידה המתקנת מכונה Rectenna. האנטנה המשמשת יכולה להיות דיפול או אנטנת יאגי-אודה. יחידת המקלט מורכבת גם מקטע המיישר המורכב מדיודות שוטקי המשמשות להמרת אות המיקרוגל לאות DC. מערכת שידור זו משתמשת בתדרים בטווח של 2 GHz עד 6 GHz.
העברת חשמל אלחוטית באמצעות מיקרוגל
- העברת כוח לייזר: זה כרוך בשימוש בקרן LASER להעברת כוח בצורה של אנרגיית אור, אשר מומרת אנרגיה חשמלית בקצה המקלט. ה- LASER מופעל באמצעות מקורות כמו שמש או כל מחולל חשמל, ולכן מייצר אור ממוקד בעוצמה גבוהה. גודל הקורה וצורתו נקבעים על ידי קבוצה של אופטיקה ואור LASER המועבר הזה מתקבל על ידי התאים הפוטו-וולטאיים, הממירים את האור לאותות חשמליים. בדרך כלל הוא משתמש בכבלי סיבים אופטיים להעברה. כמו במערכת החשמל הסולארית הבסיסית, המקלט המשמש בהעברה מבוססת LASER הוא מערך התאים הפוטו-וולטאיים או פאנלים סולאריים שיכולים להמיר את האור המונוכרומטי הלא-קוהרנטי לחשמל.
מערכת הילוכים כוח LASER
העברה אלחוטית של חשמל סולארי
אחת ממערכות העברת הכוח האלחוטית המתקדמות ביותר מבוססת על העברת כוח סולארי באמצעות מיקרוגל או קרן LASER. הלוויין מוצב במסלול הגיאוסטציונרי ומורכב מתאים פוטו-וולטאיים ההופכים את אור השמש לזרם חשמלי המשמש להפעלת מחולל מיקרוגל ובהתאם לייצר כוח במיקרוגל. הספק מיקרוגל זה מועבר באמצעות תקשורת RF ומתקבל בתחנה המבוססת באמצעות Rectenna, המהווה שילוב של אנטנה ומיישר ומומר בחזרה לחשמל או כוח זרם זרם או זרם נדרש. הלוויין יכול לשדר כוח של עד 10 מגה-וואט.
דוגמא לעבודה להעברת חשמל אלחוטית
העיקרון הבסיסי כולל המרת מתח החשמל לכוח DC באמצעות מיישרים ומסננים ואז שוב להמיר אותו בחזרה לזרם בתדר גבוה באמצעות ממירים. הספק זרם זרם זרם זרם תדר גבוה במתח נמוך עובר לאחר מכן משנאי ראשוני לשני שלו ומומר לכוח DC באמצעות מיישר, פילטר וסידור הרגולטור.
דיאגרמת חסימה המציגה העברת חשמל אלחוטית
- אות ה- AC מתוקן לאות DC באמצעות קטע מיישר גשר.
- אות DC המתקבל עובר דרך פיתול המשוב 1, הפועל כמעגל המתנד.
- זרם העובר דרך מתפתל המשוב 1 גורם לטרנזיסטור 1 להתנהל, מה שמאפשר לזרם זרם זרם זרם דרך הטרנזיסטור לראשוני של השנאי נותר בכיוון הנכון.
- כאשר הזרם עובר דרך מתפתל המשוב 2, הטרנזיסטור המתאים מתחיל להתנהל וזרם ה- DC זורם דרך הטרנזיסטור, לראשוני של השנאי בכיוון ימין לשמאל.
- לפיכך פותח אות AC על פני הראשוני של השנאי, לשני מחזורי המחזור של אות ה- AC. תדירות האות תלויה בתדירות התנודה של מעגלי המתנד.
- אות זרם חילופין זה מופיע על פני המשני של השנאי וכשהמשני מחובר לראשי של שנאי אחר, מתח זרם זרם של 25 קילו-הרץ מופיע על פני ראשוני של השנאי המורד.
- מתח AC זה מתוקן באמצעות מיישר גשר ואז מסונן ומווסת באמצעות LM7805 להשגת פלט 5V להנעת נורית.
- תפוקת המתח של 12 וולט מקבל משמשת להפעלת מנוע מאוורר DC להפעלת המאוורר.
אז זו סקירה בסיסית של העברת חשמל אלחוטית. למרות זאת, תהית אי פעם מדוע מערכת השידור הבסיסית עדיין אלחוטית? אם ישנן שאלות לגבי מושג זה או על חשמל ו פרויקטים אלקטרוניים השאר את סעיף ההערות שלך למטה
קרדיט צילום:
- צימוד אינדוקטיבי על ידי מדריך rfid
- העברת כוח באמצעות קרן LASER על ידי thelivingmoon
