Слайд 1Беспроводная передача электричества
Глядя на мир, нельзя не удивляться! (К.Прутков)
Границ научному
познанию и предсказанию
предвидеть невозможно. (Д.Менделеев)
.
Слайд 2Беспроводная передача электричества — способ передачи электрической энергии без использования токопроводящих элементов.
Разработал
– Александров Андрей ученик 11 класса
Научный руководитель – Колобова Е. Н. учитель физики
Цель работы – изучить методы передачи энергии по воздуху, разработать действующую модель
Слайд 4
Методы передачи электричества без проводов
Слайд 5 История изучения явления
У истоков данного явления стоит Андре Мари
Ампер, открывший в 1820 году закон, указывающий на то, что электрический ток производит магнитное поле
Слайд 6Следующий шаг сделал в 1831 году Майкл Фарадей, открыв базовый закон
электромагнетизма — закон электромагнитной индукции.
Позднее, в 1888 году Генрих Герц создает «Аппарат для генерации электромагнитного поля», подтвердивший существование электромагнитного поля. Это был СВЧ и УВЧ исковой передатчик «радиоволн».
Слайд 7Наконец 1893 год ознаменовался демонстрацией Никола Теслой, на Колумбовской всемирной выставке в
Чикаго, беспроводного освещения люминесцентными лампами.
Слайд 8Индукционный метод
СХЕМА ДЛЯ ИНДУКЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭНЕРГИИ
Передача энергии индукционным способом основана на
явлении взаимоиндукции двух катушек индуктивности. Если на одну катушку подавать переменный ток, то в другой катушке, находящейся в магнитном поле первой катушки, будет наводиться ЭДС взаимоиндукции.
Дальность и КПД индукционного способа передачи энергии зависит от конструкции катушек, тока в них, расстояния между катушками и магнитных свойств среды между ними
Слайд 9Свойства и применение
Метод является самым безопасным, используется на небольших дистанциях, не
нужна прямая видимость.
Кроме как в трансформаторах, передачу энергии индукционным способом использовали для передачи энергии электротранспорту от дороги, а также в поездах на магнитной подушке и других устройствах.
В 1947 г в Москве была построена экспериментальная трасса, в которой удалось снизить потери за счёт лучшей изоляции проводки в передающем контуре, а в электрокаре были удалены какие только возможно металлические части для уменьшения вихревых токов
Слайд 10Демонстрация метода индуктивности
Слайд 11микроволновый метод
Теперь рассмотрим основные принципы микроволнового метода передачи электроэнергии. Он позволяет сделать радиоволновую
передачу энергии более направленной и увеличить расстояние эффективной передачи энергии, путем сокращения длины электромагнитной волны до микроволнового диапазона. Преимущества обратной конвертации микроволновой энергии в электричество неоспоримы: 95% к.п.д.! Использовать подобного метода планировалось для обеспечения питания космических кораблей, однако после проведенных расчетов, был выявлен один существенный недостаток — излучатель должен быть минимум 1 км. в диаметре, а приемник- 10 км., что пока реализовать на околоземной орбите затруднительно.
Слайд 12Современные разработки позволили впервые после Н. Тесла успешно осуществить передачу электроэнергии
на несколько метров микроволновым способом
Основными недостатками являются:
1)Большое рассеивание электроэнергии;
2)Зависимость от препятствий на пути передачи;
Для решения этих проблем предполагается использование сфокусированного пучка энергии и корректирующих датчиков, что не всегда целесообразно с экономической и технической точки зрения
Слайд 13Фотоновый или световой(лазерный) метод
Лазерный метод передачи энергии обладает рядом преимуществ перед другими
методами, а именно:
— отсутствием помех радиочастотного диапазона;
— компактный размер лазера;
— точность передачи энергии;
— низкие потери за счет монохромности и малой расходимости пучка световой энергии
Слайд 14Основным недостатком данного метода называют конвертирование низкочастотного электромагнитного излучения в высокочастотное
(в свет). Этот процесс крайне энергозатратный. А перевод обратно из световой волны в электричество связан с 50% потерями энергии. Низкий к.п.д. этого метода по сей день сдерживает развитие данной технологии.Одновременно с этим имеется проблема с зависимостью количества передаваемой энергии от условий окружающей среды (ее запыленностью, задымленностью, наличия осадков), а также необходимостью передатчика и приемника находится в пределах прямой видимости. Однако, несмотря на имеющиеся недостатки, этот метод развивается и применяется в малых производствах. В перспективе лазерный метод, равно как и микроволновый, будет применяться военным комплексом для дистанционной подзарядки беспилотных летательных аппаратов.
Слайд 15Разработки в области эфирных технологий передачи энергии
В рамках перспективных исследований в
области эфирной физики, проводимых в БИУВНТ с начала XXI века, были разработаны принципы и основы технологии передачи энергии на сверхдальние расстояния, позволяющие оптимизировать существующие электроэнергетические системы путем снижения потерь на передачу энергии с 10 - 25%, характерных для существующих ЛЭП до 1% и менее на расстояниях порядка 10 тыс. км., снижения затрат на строительство линий передачи энергии, как минимум, на порядок, увеличения коэффициента использования установленной мощности электростанций с 0,4 - 0,7 нынешних до 0,95 и выше, компенсации пиковых нагрузок и проблемы синхронизации электрических сетей.
В настоящее время БИУВНТ ведет работы по усовершенствованию новой технологии для использования в системообразующих электрокорпорациях и ее внедрения для задач сверхдальней передачи энергии, характерных для ЕЭС РФ иКазахстана.
Слайд 16 Энергия из воздуха
Башня Ворденклиф, созданная
Теслой для коммерческой трансатлантической передачи энергии, телефонии и радиовещания так и не была запущена на полную мощность из-за резкого сокращения финансирования, связанного с угрозой разорения рынка, т.к. в итоге она смогла бы предоставить всем желающим бесплатную электроэнергию прямо из воздуха.
Слайд 17 Создание модели
Схема катушки ТЕСЛА,
в которой используется генераторная лампа ГУ-81м
Слайд 20 однопроводная передача энергии
Эксперимент, проведенный сербским ученым Николой Тесла
еще в 1892 году, до сих пор не дает покоя отечественным ученым. Мотивация совершенно понятна. Если можно использовать только один и очень тонкий проводник вместо двух, то это огромная экономия меди и алюминия.
Наука России
Успешные эксперименты в России были проведены в 1990 г., тогда инженер Станислав Авраменко сумел передать по однопроводной линии длиной около 3 метров электроэнергию, достаточную для работы нагрузки мощностью 1.3 кВт.