CC BY
278
ИССЛЕДОВАНИЕ БЕСПРОВОДНОЙ ТЕХНОЛОГИИ ПЕРЕДАЧИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВА
DOI 10.24411/2072-8735-2018-10116
Фриск Валерий Владимирович,
МТУСИ, Москва, Россия, frisk@mail.ru
Ключевые слова: беспроводной способ передачи электричества, беспроводная зарядка, вихревое электрическое поле, магнитный поток, электромагнитная индукция, вихревые токи, катушка Тесла.
Передача электрической энергии является актуальной задачей. Существуют технологии передачи переменного тока по трем, двум и однопроводным линиям. Беспроводное электричество представляет собой передачу электрической энергии без проводов. Беспроводная электроэнергия - это сравнительно новая и быстро развивающаяся технология. На сегодня стоит задача, как безопасно и эффективно передавать на расстоянии энергию надежно и без перебоев. Беспроводное электричество связано с открытием Майкла Фарадея явления электромагнитной индукции. Он экспериментально установил, что переменное магнитное поле, порождаемое электрическим током, может индуцировать электрический ток в другом проводнике. Практически реализовать идею передачи электричества на расстоянии удалось лишь Николе Тесла. Беспроводные передача электроэнергии представляют собой развивающуюся технологию, вызывающую повышенной интерес. Внедрение этой технологии обеспечивает мобильность и портативность, позволяет отказаться от кабельных сетей. В настоящее время беспроводные технологии становятся более надежными и экономичнее кабельных сетей. Обычно для передачи электрической энергии требуется трансформаторная система повышении напряжения, линия передачи, система понижение напряжения и нагрузка. Показано, что при передаче электроэнергии можно отказаться от явного устройства понижения напряжения.
Представлены результаты экспериментального исследования беспроводного способа передачи электричества между двумя катушками Тесла. Экспериментально установлено, что если две катушки Тесла работают от двух обычных источников электропитания (адаптера электросети или аккумулятора), то вторая катушка может быть отключена от источника своего питания. При этом эта катушка продолжает работать. Первая катушка Тесла является источником электроэнергии для второй катушке Тесла. Приведено теоретическое и экспериментальное доказательство того, что беспроводная передача электрической энергии происходит в соответствии с законами классической физики, вихревым способом. Предлагаемая технология может быть применена для беспроводной зарядки различных мобильных устройств, использована в электромобилях и других подобных устройствах. Так же данная технология может заинтересовать египтологов.
Информация об авторе:
Фриск Валерий Владимирович, доцент кафедры "Теория электрических цепей", к.т.н., МТУСИ, Россия
Для цитирования:
Фриск В.В. Исследование беспроводной технологии передачи электричества // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. 2018. Том 12. №7. С. 29-32.
For citation:
Frisk V.V. (2018). Research of wireless technology of electricity transmission. T-Comm, vol. 12, no.7, рр. 29-32. (in Russian)
T-Comm Vol.12. #7-2018
Введение
Повышение эффективности и разработка инновационных технологий передачи электроэнергии остается актуальной задачей [7]. В [1] было показано, что по однопроводной линии можно осуществить передачу переменного электрического тока на основе классического закона Фарадея, дифференциального закона Ома и теории вихревых токов. Следовательно, пару соединительных проводов, используемых для подводки электропитания можно рассматривать как две од-нопроводные линии по которым может распространятся индукционный ток вихревым способом [1,2].
Описание экспериментов
Подключим через АП/СГ) адаптер (9 В. 1А) мини катушку Тесла (производство Китай), На плате этого устройства установлен светодиод для индикации подачи питания. Не смотря на свои малые размеры (8 см), данная катушка Тесла может осуществить беспроводное зажигание газонаполненных ламп. Индикацией работы данной катушки Тесла может служить так же образование на конце острия вторичной обмотки катушки процесса стекания яркого коронного разряда (рис, 1).
Для измерения выходного напряжения можно использовать однополюсный киловольтметр [3].
Помимо коронного разряда катушка Тссла генерирует мощное переменное электрическое поле, позволяющее демонстрировать беспроводное свечение люминесцентных ламп, свечение неоновых трубок и как будет показано ниже, беспроводно «запитать» вторую катушку Тесла.
Подключим с помощью USB кабеля вторую мини катушку Тесла (6 см) к источнику постоянного тока (Power bank РВ-ЕС001, 5 В, 1 А). Она имеет практически аналогичную
схему с первой катушкой Тесла. Не смотря та то что она менее мощная, мы можем наблюдать свечение светодиода, стекание коронного разряда и беспроводное зажигание газоразрядной лампы (рис. 2),
Расположим рядом эти две катушки. Расстояние между катушками Тссла примерно 20 см.
Отключим вторую кагушку Тесла от источника питания со стороны USB разъема. Казалось бы, что вторая катушка должна прекратить свою работу. Светодиод на ней должен погаснуть и пропасть коронный разряд. Но как видно из рис. 3 вторая катушка Тесла продолжает работать.
Рис. 3
Если отключить кабель питания второй катушки Тесла со стороны её платы (рис. 4), то вторая катушка Тесла перестает работать.
Рис.4
Как видно из этого эксперимента вторая катушка Тесла прекратила свою работу, Светодиод и газоразрядная лампа не светятся. Первая катушка Тесла по-прежнему продолжат работу.
Анализ экспериментальных данных
Этот эксперимент показывает, что первая катушка Тесла излучает мощное переменное электрическое поле, которое вызывает в отключенном от источника питания кабеле второй катушке вихревой ток (рис. 5) |4, 5, 6].
Иными словами, между первой катушкой Тесла и второй катушкой Тесла образуется канал передачи электричества, позволяющий второй катушки питаться от энергии первой катушки Тесла.
Рис. 1
Рис.2
T-Comm Том 12. #7-2018
Кабель питания
_ТА
Однопроводная линия:
Однопроводная линия 2
<штпх
V
Рис. 5
Данный эффект можно объяснить тем, что кабель питания второй катушки Тесла фактически представляет собой две однопроводной линии (рис. 6).
Источник питания
□ Кабель питания
1 Кабель питания
Рис.6
Беспроводная передача электричества от одной катушки Тесла для питания другой катушке Тесла.
Выводы
1. Экспериментально показано, что возможно организовать беспроводную передачу электричества для непосредственного питания другой катушки Тесла.
2. Теоретически обосновано, что кабель питания катушки представляет собой две однопроводные линии по которым распространяется вихревой ток,
3. Использование данной беспроводной технологии передачи электричества при её в дальнейшем усовершенствовали позволит создавать целые сети передачи электричества.
4. Данная технология может быть с успехом применена и в электротехнической промышленности.
Литература
1. Фриск В.В. Разработка технологии передачи электричества и информации по однопроводной линии II Электросвязь, 2017, №4, С, 72-74.
2. Фриск В В. Вихревые токи в однопроводной линии связи // T-Comm; Телекоммуникации и транспорт. 2013, №10. С. 98-99.
3. РФ Патент на изобретение № 2607728 ОДНОПОЛЮСНЫЙ КИЛОВОЛЬТМГТР Автор: Фриск Валерий Владимирович (RU). Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений Российской Федерации 10 января 2017 г.
4. Фриск В.В. Индуктивные токи в однопроводной линии связи / Материалы Междунар. науч.-техн. конф. «INTER М ATI С-2 012». 4.5. М.: МИРЭА, 2012. С. 199-202.
5. Frisk V. V. Speech transmission on a single-wire line // T-Comm. 2015. №7, pp. 97-99.
6. Фриск В.В. Использование однопроводной линии для передачи энергии и индикации передачи с помощью разрядников / Труды конференции «Телекоммуникационные и вычислительные системы - 2017», 22 ноября 2017 г Москва. М.: Горячая линия - Телеком, 2017, С, 171-173.
7. Стребкое Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи и применения электрической энергии, М.; ГНУ ВИЭСХ, 2008. 352 с.
/транспортная
Т НЕДЕ201Я8
йл^за министерство ti
российской »едграцкк
ТРАНСПОРТ
РОССИИ
XII МЕЖДУНАРОДНЫЙ ФОРУМ И ВЫСТАВКА
T-Comm Vol.12. #7-2018
7Т\
RESEARCH OF WIRELESS TECHNOLOGY OF ELECTRICITY TRANSMISSION
Valery V. Frisk, Moscow Technical University of Communications and Informatics, Moscow, Russia, frisk@mail.ru
Abstract
Transmission of electrical energy is an urgent task. There are technologies for the transmission of alternating current through three, two and one-wire lines. Wireless electricity is the transmission of electrical energy without wires. Wireless electricity is a relatively new and rapidly developing technology. Today, the task is how to safely and efficiently transmit energy at a distance reliably and without interruption. Wireless electricity is associated with the discovery of Michael Faraday phenomenon of electromagnetic induction. He experimentally established that an alternating magnetic field generated by an electric current can induce an electric current in another conductor. Virtually to realize the idea of electricity transmission at a distance was succeeded only by Nicola Tesla. Wireless transmission of electricity is a growing technology, causing increased interest. The introduction of this technology provides mobility and portability, allows to abandon cable networks. At present, wireless technologies are becoming more reliable and more economical than cable networks. Typically, the transmission of electrical energy requires a transformer system, voltage increase, transmission line, system voltage reduction and load. In this paper it will be shown that in the transmission of electricity it is possible to abandon an explicit voltage-lowering device.
The results of an experimental study of the wireless mode of electricity transmission between two Tesla coils are presented. It has been experimentally established that if two Tesla coils are operated from two conventional power supplies (an AC adapter or a battery), the second coil can be disconnected from its power source. This coil continues to work. The first Tesla coil is the power source for the second Tesla coil. Theoretical and experimental evidence is provided that the wireless transmission of electrical energy occurs in accordance with the laws of classical physics, in a vortex way. The proposed technology can be used for wireless charging of various mobile devices, used in electric vehicles and other similar devices. Also, this technology may be of interest to Egyptologists.
Keywords: wireless transmission method of electricity, wireless charging, vortex electric field, magnetic flux, electromagnetic induction, eddy currents, Tesla coil.
References
1. Frisk V.V. (2017). Development of technology for transmission of electricity and information on a single-wire line. Electro-communication. No. 4, pp. 72-74. (in Russian)
2. Frisk V.V. (2013). Eddy currents in a single-wire communication line. T-Comm. No. 10, pp. 98-99. (in Russian)
3. RF Patent for invention № 2607728 ONE-POLE KILOVOLTMETER Author: Frisk Valery Vladimirovich (RU). The date of state registration in the State Register of Inventions of the Russian Federation on January 10, 2017. (in Russian)
4. Frisk V.V. (2012). Inductive currents in a single-wire communication line. Intern. scientific-techn. Conf. "INTERMATIC-2012". P.5. Moscow: MIREA, pp. 199-202. (in Russian)
5. Frisk V.V. (2015). Speech transmission on a single-wire line. ^Comm. No.7, pp. 97-99. (in Russian)
6. Frisk V.V. (2017). Use of a single-wire line for transmission of energy and indication of transmission by means of arresters. Proceedings of the Conference "Telecommunication and Computer Systems - 2017", November 22, 2017. Moscow: Hot line - Telecom, pp. 171-173. (in Russian)
7. Strebkov D.S., Nekrasov A.I. (2008). Resonance methods of transmission and application of electrical energy. Moscow: GNU VIESH. 352 p. (in Russian)
Information about author:
Valery V. Frisk, Associate Professor, Ph.D., Moscow Technical University of Communications and Informatics, Moscow, Russia
