ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 13.04.2024
Просмотров: 92
Скачиваний: 0
Также необходимо отметить, что эти результаты тщательно подтверждают исторические эксперименты Теслы по созданию шаровой молнии. Не может и быть сейчас вопроса о достоверности его записей 1899 г. и правдивости его наблюдений шаровой молнии.
У Теслы не было двойственного отношения к наблюдению и лабораторному созданию электрических шаровых молний. Описывая исследования 1899г. по шаровой молнии, он говорил: «Мне удалось определить способ их образования и создать их искусственно». К несчастью в течение жизни он не выбрал пути ознакомления широкой научной общественности со своей экспериментальной техникой. Нам повезло, что он оставил после себя такую подробную интересную документацию. Как раз накануне закрытия его лаборатории в Колорадо-Спрингс Тесла записал в дневнике: «Наилучшее изучение этого явления может быть проведено при продолжении экспериментов с более мощными установками, которые в существенной степени разработаны и будут сконструированы, как только время и средства мне позволят». Причина записи заключалась в том, что он возвратился в Нью-Йорк, начал строить большую передающую станцию на Лонг- Айленд, преследовался кредиторами и потерпел финансовое банкротство прежде, чем смог закончить создание аппаратуры.
Время прошло, теперь шаровые молнии могут быть тщательно изучены в лабораторной контролируемой среде. Мы думаем, что работа, которую Тесла оставил незавершенной, может быть сейчас возобновлена. С развитием техники и концепций, доступных современным ученым, будет непременно достигнут быстрый прогресс в этом направлении.
Цитата в начале работы взята из доклада Капицы «Воспоминания о Лорде Резерфорде» на заседании Королевского общества в 1966 г. Капица, который сам инспирировал много работ по шаровой молнии, продолжает: «Основными чертами мышления Резерфорда были большая независимость и большая смелость». Эти качества являются характеристиками всех тех, кто хоть что-то вложил в поступательное движение цивилизации. Однако, как указывал Капица, нигде это не выглядит так критично, как в научных вопросах. Конечно, эти отважные черты присутствовали и в жизни Николы Теслы—физика-экспериментатора, инженера и изобретателя.
Возможно, будет уместным закончить работу собственными мыслями Теслы, пришедшими ему в первые часы XX в. и записанными в дневник всего за несколько дней до отъезда в Нью-Йорк из его лаборатории в Колорадо-Спрингс: «Это является фактом, что данное явление может быть теперь искусственно создано, и будет нетрудно узнать больше о его природе».
К несчастью для современной цивилизации эти удаленные исследовательские устройства на земле Скалистых Гор были закрыты навсегда в январе 1900 г., и электрические чудеса, проделанные в этих стенах, оставались тайной вплоть до нашего поколения.
Современные разработки в области беспроводная передача электричества.
Технология Qi
Qi — это глобальный международный стандарт беспроводной подзарядки разнообразных устройств. Стандарт разрабатывается Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC). Общеизвестно, что электрическая энергия может передаваться без использования токопроводящих элементов. В основе Qi лежит один из способов беспроводной передачи электроэнергии на расстояние — способ индукционной передачи. Данный способ был известен человечеству еще в XIX веке. Чаще всего его реализацию можно встретить в производстве большинства электрических трансформаторов.
Суть этого способа заключается в следующем: переменный электрический ток, проходящий через первичную обмотку трансформатора, благодаря явлению электродинамической индукции, создает переменное магнитное поле, действующее на вторичную обмотку. Это поле индуцирует во вторичной обмотке электрический ток. При этом, чем ближе расположены первичная и вторичная обмотки, тем выше эффективность передачи электрического тока. По мере удаления одной обмотки от другой, все большая часть магнитного поля расходуется впустую, не передавая энергию. Это свойство и определяет основной недостаток этого метода — небольшое расстояние его действия.
Стандарт Qi прежде всего направлен на бытовое использование беспроводных зарядных устройств, при котором необходимости в большом расстоянии приемника и передатчика электроэнергии нет. Зато есть потребность потребителя освободиться от неудобных зарядных кабелей, контактных подставок и прочих устройств. Рекомендованное расстояние между зарядной платформой и заряжаемым устройством в данном случае не должно превышать 4 см.
Подобные схемы давно получили широкое распространение в конструкциях электрических зубных щеток, индукционных плит и сейчас крайне активно внедряются на рынке мобильных телефонов. Сегодня уже все ведущие производители сотовой техники включили возможность заряжать свои телефоны по стандарту Qi. Для активации процесса подзарядки батареи телефона достаточно просто положить его на специальную компактную зарядную панель, панель в свою очередь должна быть подключена к источнику электроэнергии (к обычной бытовой розетке).
В Qi высокая эффективность беспроводной передачи энергии достигается за счет применения эффекта резонанса. Передатчик и приемник настраиваются на одну частоту. Это осуществляется с помощью включения конденсаторов в плоскую спираль или однослойный соленоид (Рис. 14), представляющий собой передающую катушку, расположенную в зарядной площадке. При этом КПД передачи составляет 80%. Для сравнения КПД при зарядке телефона традиционным проводным способом составляет от 75% до 95%, а эффективности в 100% добиться просто невозможно!
В сотовых телефонах поддерживающие технологию Qi приемная катушка — ресивер выполняется в виде очень тонкой медной спирали, крепящейся к задней крышке телефона с внутренней стороны. Толщина такого ресивера ничтожно мала и установка не вызывает больших затруднений, поэтому возможно его размещения под штатную крышку без дополнительных вложений средств. Как альтернатива этому варианту возможна замена штатной крышки телефона на новую с уже встроенным ресивером.
Зарядные устройства и гаджеты, сертифицированные WPC по стандарту Qi, не используют ионизирующих частот, вследствие чего не могут оказывать вредного физиологического воздействия на человека или животных. Также большинство современных зарядных устройств и смартфонов имеют механизмы встроенной защиты, основанной на термоконтроле. Еще они способны обнаруживать наличие посторонних предметов в поле их действия, что также обеспечивает дополнительную безопасность использования.
Если мобильный телефон и зарядное устройство поддерживают стандарт QI, они распознают друг друга, как только соприкоснутся. После обмена необходимой информацией начинается процесс передачи энергии: катушка передатчика генерирует магнитное поле, по которому энергия индуктивным способом передается приемнику.
1. Передатчик. Зарядное устройство вначале определяет наличие устройства с поддержкой стандарта QI, которое необходимо напитать энергией. Затем оно генерирует переменный ток в трансформаторе. В катушке возникает магнитное поле, посредством которого индуктивным способом энергия передается заряжаемому устройству.
2. Связь. Контроллеры обоих устройств настраиваются на резонанс между собой (Power Transfer Contract), обеспечивая тем самым бесперебойную и эффективную зарядку устройства. Обмен данными осуществляется посредством фазовой модуляции магнитного поля.
3. Приемник. Для сохранения в аккумуляторе переменного тока, генерируемого посредством индукции, приемнику необходимо преобразовать его в постоянный ток и изменить соответствующим образом напряжение. В завершение контроллер приемника сигнализирует о том, что аккумулятор полностью заряжен, и зарядное устройство останавливает процесс.
Еще одной важной особенностью стандарта Qi, о которой, несомненно, стоит упомянуть является наличие интерфейса обмена данными между зарядным устройством и смартфоном. Обмен происходит на скорости 2 кбит/сек и позволяет передавать и принимать информацию об остаточном уровне заряда аккумуляторной батареи, тестировать ее и по завершению зарядки отключать передающее устройство, не расходуя излишнюю электроэнергию и не нанося вреда батареи ее излишним перезарядом.
Сегодня развитие Qi можно сравнить разве что с Wi-Fi — общим глобальным стандартом беспроводной передачи данных. Сейчас практически где бы вы не находились, вы можете выйти в Интернет через точку доступа Wi-Fi. Все мобильные устройства — смартфоны, планшеты, ноутбуки оснащаются модулями Wi-Fi. И уже ни для кого не секрет, что именно беспроводные технологии являются нашим, уже практически наступившим, будущим.
Следующим шагом становится массовое использование беспроводных универсальных зарядных устройств. Для решения этой задачи сообществом Wireless Power Consortium разработан международный стандарт Qi.
Wireless Power Consortium объединяет не сегодняшний день более 140 организаций-разработчиков оборудования и устройств. Идея Qi проста: любое устройство с логотипом Qi может заряжаться от любого зарядного устройства с этим же логотипом. Нет больше необходимости в уникальных проводных зарядках под конкретные устройства, нет проблем с кабелями и нет проблем с адаптерами в путешествиях. Qi — международный стандарт, значит ваше устройство может заряжаться без подключения проводной зарядки, по воздуху, где бы вы не находились. Останется просто найти ближайшее место, оборудованное зарядными поверхностями. Таких зарядных станций становится все больше по всему миру. Скоро везде, где есть Wi-Fi будет и Qi! Произвести заряд аккумулятора станет возможным в офисах, гостиницах, аэропортах, кафешках и ресторанах. В ближайшем будущем одним из основных критериев выбора покупателем нового гаджета станет наличие на нем логотипа Qi. Уже сейчас огромные компании как Samsung, Apple, Sony, Ericsson, LG, HTC и Motorola используют в своих устройствах технологию Qi. При этом устройство уже может содержать в себе ресивер для беспроводной зарядки (Qi-solution), либо может им доукомплектовываться (Qi-ready).
Число смартфонов c Qi, уже вышедших на рынок, составляет более 100 различных моделей, а количество их продаж уже превысило 8 500 000 штук. Наиболее популярными среди них являются флагманские модели Galaxy от Samsung, телефоны iPhone от Apple, передовая линейка Lumia от Nokia.
Даже Toyota в своей последней модели автомобиля Avalon Limited установила встроенную зарядную панель Qi.
Благодаря усилиям Wireless Power Consortium экосистема беспроводных зарядных устройств также очень быстро развивается. Многие сетевые лидеры, такие как Virgin Atlantic и The Coffee Bean & Tea Leaf заключили договора на оснащение столов для посетителей своих кафе Qi-поверхностями для зарядки гаджетов. В скором будущем число мест, где можно будет зарядить свое персональное устройство без проводов многократно возрастет. А заряжать свой смартфон дома или в автомобиле без проводов возможно уже сейчас, нужно лишь приобрести сертифицированную Qi зарядную панель.