انتقال برق بدون کابل بصورت بیسیم

 

انتقال نیروی برق بدون استفاده از سیم، از رویاهای دیرینه نویسندگان علمی‌تخیلی به شمار می‌رود. اما با پیشرفت‌های مهندسی، ابزارهای همراه و خودروهای الکتریکی، این رویا به زودی به واقعیت می‌پیوندد.

کابل‌های برق همواره گرد و غبار را به خود جلب می‌کنند. کامپیوترها، تلویزیون‌ها و پخش کننده‌های موسیقی هر ساله باریک‌تر می‌شوند، ولی سیم‌های جمع شده در گوشه هر اتاق، یک مانع زشت بر سر راه مینیمالیسم واقعی است. آیا راهی برای حل این مشکل وجود دارد؟

بعد از آن دردسر شارژ تلفن‌ها، ام‌پی‌تری پلیرها و پی‌دی‌ای‌ها قرار دارد. معمولا خیلی دردسر ساز نیست، ولی خیلی پیش می‌آید که شارژ باطری را فراموش کنید و خانه را با یک باطری خالی ترک کنید. آیا زندگی ساده‌تر نمی‌شد اگر هنگامی که وارد یک ساختمان می‌شدید، نیروی برق به طور نامرئی به دستگاه شما تابیده می‌شد؟ ارتباطات بی‌سیم در همه جا وجود دارد، پس چرا ما نمی‌توانیم برای همیشه دستگاه‌های الکترونیک خود را هم از کابل‌های برق جدا کنیم. 

 

تا کنون بهره‌وری پایین انتقال توان و مسائل ایمنی، تلاش‌ها برای انتقال بی‌سیم نیروی برق را بی‌اثر کرده بود،. چند ساله اخیر شاهد ارائه سمینارهایی بوده است که وعده تامین نیروی الکتریکی مورد نیاز برای موبایل‌ها، لپتاپ‌ها و تلویزیون‌ها به صورت بی‌سیم می‌دهند. آیا ما به زودی شاهد وداع با سیم، یک بار و برای همیشه خواهیم بود؟

 

آرزویی به قدمت تولید برق

انتقال بی‌سیم دوباره در دهه 1960 بروز یافت، زمانی که یک هلیکوپتر مینیاتوری به نمایش درآمد که انرژی خود را از امواج مایکروویوی دریافت می‌کرد که از زمین به آن تابیده می‌شد. برخی ادعا کردند که یک روز ما قادر خواهیم بود که نیروی مورد نیاز فضاپیماهای خود را با تاباندن پرتوهای لیزر به آنها تامین کنیم. و به همین ترتیب، کارهای نظری زیادی بر روی احتمال تاباندن نیرو به زمین از فضاپیماهایی که انرژی خورشیدی را جذب می‌کنند، انجام شد.

با این وجود، انتقال نیروی بی‌سیم زمین به زمین در فاصله طولانی، نیاز به زیرساخت‌های گران قیمتی دارد، و با نگرانی‌ها در مورد امنیت انتقال نیرو از طریق امواج مایکروویو پرتوان، خیلی از این ایده استقبال نشد.

 

دردسری به نام کابل برق

به رغم اینکه ما در آینده نزدیک شاهد یک شبکه نیروی بی‌سیم نخواهیم بود، ایده تاباندن انرژی در یک مقیاس کوچک‌تر به سرعت در حال گسترش است. این تا حد زیادی به این دلیل است که با وجود ارتباطات بی‌سیم، مانند وای‌فای و بلوتوث، و مدارهای الکتریکی که هر روز کوچک‌تر می‌شوند، اکنون کابل‌های برق تنها مانع بر سر راه این هستند که کاملا قابل حمل شوند.

بشرکت پاورکست که در پیتزبورگ پنسیلوانیا مستقر است، به تازگی از این فناوری برای انتقال نیرویی در حد میکرووات و یا میلی‌وات در فواصل بیش از 15 متر برای حسگرهای صنعتی استفاده کرده است. آنها اعتقاد دارند که می‌توان یک روز از رویکرد مشابهی برای شارژ ابزارهای کوچکی مانند کنترل از راه دور، ساعت‌های زنگ‌دار و یا حتی موبایل استفاده کرد.

 

پرتوهای دردسرساز

دیگران نسبت به عملی بودن این روش برای ابزارهای واقعا قابل حمل خوشبین نیستند، ابزاری که دائما در و بین اتاق‌ها در حرکت هستند. 

سومین احتمال نیز القای مغناطیسی است، که جذاب‌ترین انتخاب برای کاربرد‌های بزرگ محلی است. یک میدان مغناطیسی متناوب که از یک کویل ناشی می‌شودکه می‌تواند در کویل دیگری که در نزدیکی آن باشد، جریان الکتریکی را القا کند، این همان روشی است که خیلی از ابزارها مانند مسواک‌های برقی و حتی برخی از موبایل‌ها باطری‌های خود را شارژ می‌کنند.

این اصل شناخته شده‌ای است که در صورتی که دو شیء در فرکانس مشابهی رزونانس داشته باشند، انرژی مکانیکی منتقل شده، خیلی بیشتر می‌شود، وقتی که یک خواننده اپرا با صدای خود یک لیوان را به لرزش در می‌آورد از همین اصل استفاده می‌کند. کارالیس و همکارانش می‌خواستند تا ببینند که آیا می‌توان به همین ترتیب بازدهی میدان مغناطیسی را در فواصل طولانی‌تر بالا برد یا نه.

گروه از یک کویل القایی متصل به یک خازن استفاده کردند. انرژی در مدار به سرعت بین یک میدان الکتریکی در خازن و یک میدان مغناطیسی در کویل نوسان می‌کند. فرکانس این لرزش توسط توانایی خازن برای ذخیره بار و قابلیت کویل برای تولید یک میدان مغناطیسی کنترل می‌شود. اگر فرکانس در مدار فرستنده انرژی با گیرنده متفاوت باشد، رزونانس اتفاق نمی‌افتذ. نتیجه این خواهد بود که انرژی ارسالی از سوی فرستنده هم فاز با انرژی که در گیرنده وجود دارد نخواهد بود و در نتیجه آن، این دو همدیگر را خنثی می‌کنند. 

آنها نظریه خود را در سال 2007 با موفقیت آزمایش کردند، نتیجه: انتقال 60 وات در فاصله 2 متر، با بازدهی 50 درصد. گروه از آن زمان و برا پیشبرد این نظریه، یک شرکت تاسیس کرده که WiTricity نام دارد. سال ذشته، شرکت از دو کویل مربعی به عرض 30 سانتیمتر استفاده کرد، یکی در فرستنده و دیگری در گیرنده، تا یک تلویزیون 50 واتی را با بازدهی 70 درصدی، در فاصله نیم متری از منبع نیرو تغذیه کند. 

 

«بازدهی انتقال نیرو کاملا مستقل از میزان توان است، در نتیجه می‌توان برای لپتاپ‌ها، دستگاه‌های الکترونیکی برای مصرف‌کنندگان مانند تلویزیون‌ها، و ابزارهای کوچک‌تر قابل حملی مانند موبایل‌ها هم می‌توان از همین روش استفاده کرد». به عبارت دیگر، بازدهی انرژی برای تغذیه یک تلویزیون پلاسمای بزرگ و یک پی‌دی‌ای کوچک با استفاده از رزونانس به یک اندازه خواهد بود.

با چنین ارائه‌های نویدبخشی، به نظر محتمل می‌آید که انتقال نیرو بدون سیم، در آینده نقش مهمی در منازل ما بازی کند. در حال حاضر، یک استاندارد تکنیکی، که Qi نام دارد، برای تکنیک القای مغناطیسی غیر رزونانسی وجود دارد، و صفحات سازگار با آن نیز به زودی در دسترس خواهند بود. برای دیگر روش‌ها هنوز زود است، ولی استانداردهای مشابهی نیز برای آنها ارائه خواهند شد.

 

مضرات برای انسان

ولی این ترس وجود دارد که میدان‌های الکترومغناطیسی بافت‌ها را از طریق یک مکانیزم دیگر غیر گرمایی تخریب کنند، مانند نگرانی که در مورد گوشی‌های موبایل وجود دارد.

 منبع: نیوساینتیست برگرفته از: خبرآنلاین تنظیم برای تبی

این مطلب رو من خلاصه کردم که شاید حوصله نکنین تا آخر بخونین ، شما میتونین با مراجعه به منبع متن اصلی رو بدست بیارین .