Мечта на Никола Тесла стана реалност
Последно: 31 януари 2014 г. в 06:53
Учените най-сетне успяха да изобретят начин за ефективно безжично предаване на енергия с магнитни полета.
Тази задача се е опитвал да реши великият Никола Тесла през XIX век, но тя се удала едва в наши дни на група физици под ръководството на проф. Уржумов. За това били използвани специални суперлещи.
Днес, във века на безжичните технологии, учени и инженери все по-често се замислят над начините за безжично предаване на енергия – по такъв начин хората биха могли да зареждат своите лаптопи, таблети и смартфони, намирайки се далече от източника на електричество.
Както помним, първите възможности на подобно предаване е доказал още Никола Тесла в своя експеримент от 1899 г. Оттогава няколко пъти учените са постигали успехи, но висок КПД в такива експерименти е постиган само в случаите, когато дистанцията на предаването била сравнима с размерите на предавателя и приемника.
Рекорд тук се оказало предаването на електричество в батериите на електромобили от съприкосновението на колелата с пътното покритие – и то само когато разстоянието между асфалта и долната част на машината не превишава 15 см.
Наскоро обаче екип учени от университета Дюк (САЩ) и Северноамериканския изследователски институт „Тойота“, ръководен от проф. Ярослав Уржумов, успели да създадат устройство, което може да предава енергия на значително разстояние с нискочестотни магнитни полета.
За да постигнат това, Уржумов и колегите му създали квадратни суперлещи, намиращи се между две бобини, разположени на известно разстояние една от друга. Тези суперлещи изглеждали като няколко десетки гигантски кубчета на Рубик, съединени помежду си. Както външните, така и вътрешните стени на въпросните празни блокове били покрити със спираловидни медни проводници така, че полученият модел напомнял обикновена микросхема.
Но това още не е всичко – геометрията на бобините и тяхната повтаряща се форма им придавали свойствата на метаматериал, който взаимодейства с магнитните полета по такъв начин, че последните могат да предават енергия в тесен конус, където интензивността им е максимална.
И така, учените разположили едната от медните бобини от едната страна на суперлещите, след което по нея пуснали променлив ток, създаващ магнитно поле. Както се и очаквало, интензивността на полето падала с квадрата на разстоянието, което го правело не особено добро средство за предаване на енергия. Но ситуацията се коригирала именно от наличието на суперлещите – когато те се намирали между бобините генератори и бобините приемници, магнитното поле успявало да предаде достатъчно количество енергия на разстояние около 30 см, а това било почти десет пъти повече от размера на предавателя.
„Предишните опити говорят за това, че ако вашият електромагнит има диаметър 2,54 см, почти нищо няма да можете да предадете с него на 7,62 см. Но ако сме по-точни, вие ще получите общо около 0,1% от енергията, която е била достъпна в първата бобина. Ние все пак успяхме да постигнем това, че ефективността на магнитоиндуктивното безжично предаване на енергия сериозно нарасна за дистанции, много по-големи от размера и на приемника, и на предавателя. Това е важно, тъй като, за да станат част от всекидневния живот, подобни технологии трябва да се вписват в габаритите на днешната джобна мобилна електроника“, коментира резултатите от изследването проф. Уржумов.
Според изследователя такова безжично предаване на енергия с помощта на магнитни полета е изгодно и се отличава от стандартното, с помощта на електрически полета, което се постига в резултат на голяма сигурност и потенциална ефективност. Повечето материали не поглъщат магнитните полета и дори доста силни полета (три тесла) са безопасни и дори са утвърдени за използването в томографията.
Сега учените искат да създадат миниатюрни системи за безжично зареждане на мобилна електроника. За тази цел те се готвят да разработят суперлещи с променливи параметри – те ще могат да фокусират подхранващите магнитни полета на променлива точка в пространството. Това ще бъде важно, в случай че човек се движи из стаята и периодично сменя местоположението си.
„Досегашните продукти от подобен род все пак не станаха решение на проблема именно защото прикрепяха потребителя към определена точка, където безжичното предаване работи. Ние искаме да премахнем не само проводниците, но и от тези невидими юзди“, казва проф. Уржумов.
И според него, тъй като в теоретичен и експериментален план проблемът за ефективното безжично зареждане вече е решен от него и колегите му, това няма да е толкова сложно.
