Teori Tesla: Siapa Yang Akan Menangkan Perlombaan Untuk Kekuatan Nirkabel?

Iklan

Saat Anda memikirkan kekuatan nirkabel, gambar baut kilat akan muncul satu kumparan Tesla 10 Of The Best Tesla Coils Video Musik Di YouTubeNikola Tesla dianggap sebagai salah satu pemikir ilmiah terbesar sepanjang masa. Pekerjaan perintisnya sebagai seorang insinyur, terutama di bidang listrik dan elektromagnetisme, berarti namanya identik dengan ... Baca lebih banyak ke yang lain mungkin muncul di pikiran, atau mungkin gambar saat monster Frankenstein menjadi hidup.

Walaupun idenya tampak konyol dan hampir mustahil, Anda mungkin akan terkejut mengetahui bahwa daya nirkabel cepat menjadi kenyataan.

Ada sejumlah teori dan proposal yang diajukan untuk mencapai prestasi futuristik mentransfer listrik melalui udara ke perangkat di rumah Anda - yang akan kita bahas dalam artikel ini - tetapi pertama-tama, penting untuk memahami baik potensi maupun keterbatasannya dari ilmu 10 Saluran YouTube Sains yang Tidak Dapat Anda LewatkanKata sains pada dasarnya berarti pengetahuan, dan pencarian pembelajaran dan pemahaman inilah yang telah mendorong umat manusia ke puncak kekuatannya. Web menawarkan banyak kesempatan untuk menyebarkan pengetahuan itu ke ...

Baca lebih banyak di balik upaya ini.

Apa itu Daya Nirkabel?

Ketika kebanyakan orang berpikir tentang listrik, mereka berpikir tentang satu atau dua colokan kawat tradisional yang memiliki terminal positif, terminal negatif, dan kadang-kadang kabel ground. Terminal positif dan negatif membentuk apa yang pada dasarnya adalah rangkaian listrik, seperti yang ditunjukkan pada diagram di bawah ini.

Ini adalah contoh paling sederhana dari rangkaian listrik. Sebenarnya melepas saklar akan lebih mudah, tetapi Anda mengerti maksudnya.

Terminal baterai "+" dan "-" adalah kabel merah dan hitam di steker listrik Anda, baik Anda mencolokkan lampu, komputer, atau apa pun.

Pada tingkat fundamentalnya, listrik dapat digambarkan sebagai aliran "arus" dari terminal positif ke terminal negatif. Saya akan menghindari diskusi teoritis tentang pergerakan partikel bermuatan aktual. Hanya mengerti bahwa untuk menyalakan perangkat listrik, perlu perbedaan tegangan antara kedua terminal.

Jadi bagaimana mungkin mengubah sistem yang jelas tergantung pada konduktor seperti kabel listrik untuk aliran muatan? Apa yang seharusnya Anda lakukan, menembak muatan dari ujung satu kawat ke yang lain? Ya… .orta.

Izinkan saya memperkenalkan Anda pada transformer.

Ini sebenarnya adalah konsep yang telah ada sejak zaman Tesla sendiri. Anda mengambil satu kabel yang membawa sumber tegangan Anda (dicolokkan ke stopkontak rumah tangga AC 60 Hz misalnya), dan memutarnya di banyak loop. Oh ya, gunakan sepotong besi untuk membuatnya mudah untuk membungkus loop.

Kemudian, bungkus kawat kedua tidak jauh dari koil pertama. Anda akan menginduksi arus di kumparan kedua, sama seperti sihir.

Oke, tidak terlalu ajaib, tapi cukup dekat. Pada dasarnya, setiap kawat yang memiliki tegangan bolak-balik menginduksi medan elektromagnetik di sekitarnya, yang disebut fluks. Saat Anda menggulung kabel, Anda memperbesar bidang itu. Selipkan material magnetik seperti besi ke koil itu, dan Anda meningkatkan kemampuan Anda untuk mentransfer energi ke koil kedua. Tapi - inilah kickernya - hal yang sama bisa terjadi di udara.

Pernah menggunakan oven induksi?

Jika Anda mendapat kesempatan untuk melihatnya, nyalakan dengan panas penuh dan letakkan tangan Anda di atas kompor. Tidak, serius - sentuh sesukamu. Anda tidak akan terbakar. Kabel-kabel melingkar dimaksudkan untuk mendorong arus eddy ke peralatan masak besi cor yang diletakkan di atas kompor. Ini pada gilirannya memanaskan panci, yang memanaskan makanan.

Transmisi energi listrik ini melalui udara adalah cara generator, motor, dan bahkan pengisi daya sikat gigi listrik Anda bekerja. Dalam kasus ini, alih-alih inti besi, ini adalah "inti udara". Itu fluks yang mentransfer energi listrik.

Terobosan dalam Daya Nirkabel

Jadi, mengapa para ilmuwan belum dapat mentransfer daya menggunakan induksi sebelumnya? Nah, untuk memahami ini, Anda benar-benar harus pergi ke orang-orang yang memulai semuanya - atau setidaknya, mengambil obor Nikola Tesla.

Di sebuah Makalah 2006 diterbitkan dalam Annals of Physics, peneliti MIT menggambarkan bagaimana mereka bermaksud membuktikan bahwa bidang ini dapat digunakan untuk mentransmisikan daya secara nirkabel.

Kami menyelidiki apakah, dan sejauh mana, fenomena fisik keadaan elektromagnetik resonansi seumur hidup dengan terlokalisasi pola-pola medan yang cepat berubah cepat dapat digunakan untuk mentransfer energi secara efisien pada jarak-jarak yang tidak dapat diabaikan, bahkan di hadapan yang asing benda lingkungan.

Dalam bahasa Inggris biasa, para peneliti mengatakan bahwa mereka percaya bahwa dengan menggunakan konfigurasi yang tepat, bidang induksi ini dapat digunakan untuk mentransfer daya dari jarak jauh, bahkan dengan benda-benda yang menghalangi.

Dan coba tebak, pada 2007, mereka membuktikannya, dan menerbitkan hasilnya dalam makalah eksperimental yang diterbitkan di majalah Science.

Menggunakan kumparan resonansi-diri dalam rezim yang sangat berpasangan, kami secara eksperimental mendemonstrasikan transfer daya nonradiatif yang efisien untuk jarak hingga 8 kali radius kumparan. Kami dapat mentransfer 60 watt dengan efisiensi ~ 40% untuk jarak lebih dari 2 meter.

Ini adalah prestasi luar biasa. Bagi Anda yang belum terbiasa dengan sistem metrik, 2 meter sedikit lebih dari enam setengah kaki. Pada dasarnya mereka dapat mentransfer daya dari satu koil ke koil yang lain, jarak dari orang yang sangat tinggi.

Apa rahasia mereka? Itu yang mereka sebut "gulungan resonan". Mereka mengatur kumparan - jumlah, jari-jari, dan faktor-faktor lain, untuk mencapai semacam "resonansi" antara kedua kumparan.

Sangat penting bahwa kumparan berada pada resonansi untuk transfer daya menjadi praktis (6). Kami menemukan secara eksperimental bahwa daya yang ditransmisikan ke beban turun tajam ketika salah satu kumparan terlepas dari resonansi.

Apapun, pencapaian ini memicu pesatnya perkembangan aplikasi daya nirkabel. Perlombaan dimulai.

Perlombaan untuk Memanfaatkan Kekuatan

Perlombaan mereka lakukan.

Salah satu startup pertama yang menggunakan teknologi ini untuk tujuan komersial adalah WiTricity. Pada awal 2009, CEO Eric Giler memberikan demo teknologi daya nirkabel di TEDGlobal 2009.

Dia bukan satu-satunya. Banyak perusahaan segera memanfaatkan teknologi ini untuk aplikasi yang praktis dan mudah jarak pendek. Mengisi daya perangkat portabel secara nirkabel adalah pilihan pertama yang jelas, dan pada 2009 yang pertama bantalan pengisian induktif Apakah Duracell myGrid Benar-Benar Mengisi Daya Serta Kabel Listrik?Kabel listrik adalah konsep yang semakin kuno di dunia nirkabel saat ini, tetapi sejauh ini mereka tetap menjadi kebutuhan. Tidak ada yang mau dipaksa untuk mengikat elektronik mereka ke sarang tikus ... Baca lebih banyak tekan pasar.

Sekarang Anda dapat menempatkan perangkat seluler Anda pada bantalan ini, dan mereka akan dikenakan biaya. Tidak perlu mencari-cari lagi colokan listrik ponsel Anda.

Jika Anda berpikir itu adalah penemuan yang keren, maka pertimbangkan seberapa jauh industri telah datang sejak zaman penemuan MIT. Pada 2011, sebuah perusahaan bernama Evatran menciptakan sistem "Plugless Power" untuk mobil listrik menggunakan teknologi induksi untuk mengisi daya kendaraan listrik tanpa kabel.

Pengisian induktif bukan masa depan mobil listrik, sudah ada di sini.

Masa Depan Kekuatan Nirkabel

Sekarang Anda tahu di mana industri dengan daya nirkabel, mari kita lihat ke mana ia pergi.

Pada awal 2014, para peneliti di Institut Sains dan Teknologi Korea Lanjut (KAIST) mengumumkan bahwa mereka mengembangkan "Sistem Resonan Koil Dipol" di mana mereka dapat melakukannya membangun “jangkauan luas transfer daya induktif, hingga 5 meter antara pemancar dan penerima gulungan. "

Mereka juga dapat mengecilkan ukuran kumparan dari apa yang digunakan tim MIT, membuat semuanya lebih praktis (meskipun masih mahal) untuk tujuan komersial.

Chun T. Rim, kepala proyek penelitian, kata Science Daily bahwa ia membayangkan sistem seperti itu digunakan untuk menyediakan "hot-spot daya nirkabel" seperti halnya orang menggunakan hotspot internet.

Sama seperti kita melihat zona Wi-Fi di mana-mana hari ini, kita akhirnya akan memiliki banyak zona Wi-Power di tempat-tempat seperti restoran dan jalan-jalan yang menyediakan daya listrik secara nirkabel ke perangkat elektronik.

Lima meter hampir enam belas setengah kaki. Sekarang Anda berbicara tentang panjang ruangan khas di sebuah rumah.

Sepanjang tahun ini, sebuah perusahaan bernama Ossia telah membuat putaran dengan konsep yang disebut Cota, sebuah teknologi yang dijanjikan perusahaan akan memungkinkan untuk pengisian nirkabel Apa Pengisian Nirkabel & Bagaimana Cara Kerjanya Tepat? [MakeUseOf Menjelaskan]Kita hidup di dunia nirkabel. Kecuali kita tidak. Tentu, kami dapat mengirim sejumlah besar informasi di seluruh gelombang udara, tetapi perangkat yang mampu mengirim dan menerimanya terikat pada kabel daya ... Baca lebih banyak perangkat hingga 30 kaki dari stasiun pangkalan.

Tapi tentu saja, fanboys Apple tidak takut, perusahaan Anda berada di garis depan game ini juga.

Pada bulan Agustus, Apple menerima dua paten yang terkait dengan aplikasi terencana pengisian daya nirkabel resonan.

Satu paten menjelaskan bagaimana pengguna akan dapat menyambungkan catu daya - seperti dongle atau perangkat di dalam yang lebih baru sistem komputer - dan kemudian catu daya itu akan secara nirkabel mengisi semua perangkat yang "disetel dengan tepat" dekat.

Paten berbunyi:

... perangkat periferal yang disesuaikan secara tepat dapat dianggap sebagai bagian dari rangkaian resonansi yang dapat mencakup catu daya NFMR dan perangkat periferal lainnya yang disetel.

Paten mengungkapkan seluruh industri elektronik berlomba untuk memanfaatkan teknologi yang benar-benar dapat mengubah seperti apa rumah tangga modern.

Pertama akan datang perangkat yang lebih kecil yang lebih mudah diisi, dengan tuntutan daya yang lebih rendah. Namun, jika pemain lain dalam industri tenaga induksi memiliki sesuatu untuk dikatakan tentang itu, semua perangkat rumah tangga - mulai dari microwave hingga TV layar lebar - akan ditenagai tanpa kabel daya apa pun.

Suatu hari, orang mungkin melihat outlet listrik di sebuah rumah dengan cara yang sama seperti anak-anak saat ini melihat pada jack jaringan yang lama dan konyol itu. Siap atau tidak, kekuatan nirkabel adalah masa depan - dan saya berani bertaruh Nikola Tesla tertawa di kuburnya.

Bagaimana perasaan Anda tentang daya nirkabel? Apakah Anda akan merangkul teknologi, atau apakah Anda memiliki masalah? Sampaikan pendapatmu pada bagian komentar di bawah ini!

Kredit gambar: Plasma Melalui Shutterstock, Desain / Shutterstock, photoiconix / ShutterstockMIT / Coils Resonant, Paten Apple / USPO.gov, Evikka / Shutterstock