De fapt, în anii 1970, el și-a realizat tehnic visele NATO și ale Statelor Unite despre patrularea aeriană constantă a Irakului (Libia, Siria etc.) cu drone cu camere, vânarea (sau înregistrarea) „teroriştilor” on-line 24 de ore. .
În 1968, specialistul american în cercetare spațială Peter E. Glaser a propus plasarea panourilor solare mari pe orbită geostaționară și transmiterea energiei pe care o generează (nivel de 5-10 GW) la suprafața Pământului cu un fascicul bine focalizat de radiații cu microunde, apoi convertiți-l în energie de curent continuu sau alternativ de frecvență tehnică și distribuiți-l consumatorilor.
Această schemă a făcut posibilă utilizarea fluxului intens de radiație solară existent pe orbită geostaționară (~ 1,4 kW/mp) și transmiterea energiei rezultate la suprafața Pământului în mod continuu, indiferent de ora din zi și de condițiile meteo. Datorită înclinării naturale a planului ecuatorial față de planul ecliptic cu un unghi de 23,5 grade, un satelit situat pe o orbită geostaționară este iluminat de fluxul radiației solare aproape continuu, cu excepția unor perioade scurte de timp în apropierea zilelor de echinocțiul de primăvară și toamnă, când acest satelit cade în umbra Pământului. Aceste perioade de timp pot fi prezise cu acuratețe, iar în total nu depășesc 1% din durata totală a anului.
Frecvența oscilațiilor electromagnetice ale fasciculului cu microunde trebuie să corespundă acelor intervale care sunt alocate pentru utilizare în industrie, cercetare științifică și medicină. Dacă această frecvență este aleasă să fie de 2,45 GHz, atunci condițiile meteorologice, inclusiv nori groși și precipitații intense, nu au practic niciun efect asupra eficienței transmisiei de putere. Banda de 5,8 GHz este atractivă deoarece oferă posibilitatea de a reduce dimensiunea antenelor de transmisie și recepție. Cu toate acestea, influența condițiilor meteorologice aici necesită un studiu suplimentar.
Nivelul actual de dezvoltare a electronicii cu microunde ne permite să vorbim despre o eficiență destul de ridicată a transferului de energie cu microunde printr-un fascicul de microunde de pe orbita geostaționară la suprafața Pământului - aproximativ 70% ÷ 75%. În acest caz, diametrul antenei de transmisie este de obicei ales să fie de 1 km, iar rectena de la sol are dimensiuni de 10 km x 13 km pentru o latitudine de 35 de grade. Un SCES cu un nivel de putere de ieșire de 5 GW are o densitate de putere radiată în centrul antenei de transmisie de 23 kW/m², iar în centrul antenei de recepție – 230 W/m².
Au fost investigate diferite tipuri de generatoare de microunde în stare solidă și în vid pentru antena de transmisie SKES. William Brown a arătat, în special, că magnetronii, bine dezvoltati de industrie, destinati cuptoarelor cu microunde, pot fi, de asemenea, utilizați în antene de transmisie ale SKES, dacă fiecare dintre ele este echipat cu propriul circuit de feedback negativ în fază în raport cu semnal de sincronizare extern (așa numitul Magnetron Directional Amplifier - MDA).
Cea mai activă și sistematică cercetare în domeniul SCES a fost realizată de Japonia. În 1981, sub conducerea profesorilor M. Nagatomo și S. Sasaki de la Institutul de Cercetare Spațială din Japonia, au început cercetările privind dezvoltarea unui prototip SCES cu un nivel de putere de 10 MW, care ar putea fi creat folosind vehiculele de lansare existente. Crearea unui astfel de prototip permite acumularea de experiență tehnologică și pregătirea bazei pentru formarea sistemelor comerciale.
Proiectul a fost numit SKES2000 (SPS2000) și a primit recunoaștere în multe țări din întreaga lume.
În 2008, Marin Soljačić, profesor asistent de fizică la Massachusetts Institute of Technology (MIT), a fost trezit dintr-un somn dulce de sunetul persistent al telefonului său mobil. „Telefonul nu a încetat să vorbească, cerând să-l pun la încărcare”, a spus Soljacic. Obosit și fără să se ridice, a început să viseze că telefonul, odată ajuns acasă, va începe să se încarce de la sine.
În 2012-2015 Inginerii de la Universitatea din Washington au dezvoltat o tehnologie care permite ca Wi-Fi să fie folosit ca sursă de energie pentru alimentarea dispozitivelor portabile și încărcarea gadgeturilor. Tehnologia a fost deja recunoscută de revista Popular Science drept una dintre cele mai bune inovații ale anului 2015. Ubicuitatea tehnologiei de transmitere a datelor fără fir a produs în sine o adevărată revoluție. Și acum este rândul transmisiei wireless de energie prin aer, pe care dezvoltatorii de la Universitatea din Washington au numit-o (de la Power Over WiFi).
În timpul fazei de testare, cercetătorii au reușit să încarce cu succes baterii cu litiu-ion și nichel-hidrură metal de capacitate mică. Folosind routerul Asus RT-AC68U si mai multi senzori situati la o distanta de 8,5 metri de acesta. Acești senzori transformă energia undei electromagnetice în curent continuu cu o tensiune de 1,8 până la 2,4 volți, care este necesar pentru alimentarea microcontrolerelor și sistemelor de senzori. Particularitatea tehnologiei este că calitatea semnalului de lucru nu se deteriorează. Trebuie doar să reîncărcați routerul și îl puteți utiliza ca de obicei, plus alimentarea dispozitivelor cu putere redusă. Într-o demonstrație, o cameră mică de supraveghere, de joasă rezoluție, situată la mai mult de 5 metri de router, a fost alimentată cu succes. Apoi trackerul de fitness Jawbone Up24 a fost încărcat la 41%, ceea ce a durat 2,5 ore.
La întrebări complicate despre motivul pentru care aceste procese nu afectează negativ calitatea canalului de comunicație în rețea, dezvoltatorii au răspuns că acest lucru devine posibil datorită faptului că routerul re-flashed, în timpul funcționării sale, trimite pachete de energie prin canale neocupate de transmiterea informațiilor. . Ei au ajuns la această decizie când au descoperit că, în perioadele de liniște, energia pur și simplu curge din sistem, dar poate fi folosită pentru alimentarea dispozitivelor cu putere redusă.
În timpul cercetării, sistemul PoWiFi a fost amplasat în șase case, iar rezidenții au fost rugați să folosească Internetul ca de obicei. Încărcați pagini web, vizionați videoclipuri în flux, apoi spuneți-ne ce s-a schimbat. Drept urmare, s-a dovedit că performanța rețelei nu s-a schimbat deloc. Adică, Internetul a funcționat ca de obicei, iar prezența opțiunii adăugate nu a fost remarcată. Și acestea au fost doar primele teste, când o cantitate relativ mică de energie a fost colectată prin Wi-Fi.
În viitor, tehnologia PoWiFi ar putea servi la alimentarea senzorilor încorporați în aparatele de uz casnic și echipamentele militare, pentru a le controla fără fir și pentru a efectua încărcare/reîncărcare de la distanță.
Transferul de energie pentru UAV-uri este relevant (cel mai probabil, folosind deja tehnologie sau de la aeronava transportatoare):
Ideea pare destul de tentantă. În loc de timpul de zbor de 20-30 de minute de astăzi:
→
→
→ Intel a condus spectacolul cu drone în timpul spectacolului de la pauză de la Super Bowl a lui Lady Gaga -
obțineți 40-80 de minute reîncărcând dronele prin tehnologia wireless.
Lasă-mă să explic:
-schimbul de drone este încă necesar (algoritm roi);
-este necesar si schimbul de drone si aeronave (uter) (centru de control, corectare protectie militara, retargeting, comanda de eliminare, prevenirea „focului prieten”, transfer de informatii informative si comenzi pentru utilizare).
Cine urmează pe rând?
Nota: O stație de bază WiMAX tipică emite putere la aproximativ +43 dBm (20 W), iar o stație mobilă transmite de obicei la +23 dBm (200 mW).
Nivelurile admisibile de radiații de la stațiile de bază de comunicații mobile (900 și 1800 MHz, nivel total din toate sursele) în zonele sanitare și rezidențiale din unele țări diferă semnificativ:
Ucraina: 2,5 µW/cm². (cel mai strict standard sanitar din Europa)
Rusia, Ungaria: 10 µW/cm².
Moscova: 2,0 µW/cm². (norma a existat până la sfârșitul anului 2009)
SUA, țări scandinave: 100 µW/cm².
Nivelul temporar admisibil (TLA) de la radiotelefoanele mobile (MRT) pentru utilizatorii de radiotelefonie din Federația Rusă este determinat a fi de 10 μW/cm² (Secțiunea IV - Cerințe de igienă pentru stațiile mobile de comunicații radio terestre SanPiN 2.1.8/2.2.4.1190-03 ).
În SUA, Certificatul este emis de Comisia Federală de Comunicații (FCC) pentru dispozitivele celulare al căror nivel maxim SAR nu depășește 1,6 W/kg (și puterea de radiație absorbită este redusă la 1 gram de țesut de organ uman).
În Europa, conform directivei internaționale a Comisiei pentru protecția împotriva radiațiilor neionizante (ICNIRP), valoarea SAR a unui telefon mobil nu trebuie să depășească 2 W/kg (puterea radiațiilor absorbite este redusă la 10 grame de țesut de organe umane) .
Mai recent, în Marea Britanie, un nivel SAR sigur a fost considerat a fi de 10 W/kg. O imagine similară a fost observată și în alte țări. Valoarea maximă SAR adoptată în standard (1,6 W/kg) nici măcar nu poate fi atribuită cu încredere standardelor „dure” sau „moale”. Standardele adoptate atât în SUA, cât și în Europa pentru determinarea valorii SAR (toată reglementarea radiației cu microunde de la telefoanele mobile în cauză se bazează numai pe efectul termic, adică asociat cu încălzirea țesuturilor organelor umane).
HASOS COMPLET.
Medicina nu a dat încă un răspuns clar la întrebarea: mobilul/WiFi-ul este dăunător și în ce măsură? Ce se va întâmpla cu transmiterea fără fir a energiei electrice folosind tehnologii cu microunde?
Aici puterea nu este wați și mile de wați, ci kW...
Link-uri, documente utilizate, fotografii și videoclipuri:
„(JOURNAL OF RADIO ELECTRONICS!” N 12, 2007 (PUTEREA ELECTRICĂ DIN SPAȚIU - CENTRALE SOLAR SPATIAL, V. A. Banke)
„Electronica cu microunde - perspective în energia spațială” V. Banke, doctor în științe fizice și matematice.
www.nasa.gov
www. whdi.org
www.defense.gov
www.witricity.com
www.ru.pinterest.com
www. raytheon.com
www. ausairpower.net
www. wikipedia.org
www.slideshare.net
www.homes.cs.washington.edu
www.dailywireless.org
www.digimedia.ru
www. powercoup.by
www.researchgate.net
www. proelectro.info
www.youtube.com
Vă prezentăm un dispozitiv pentru transmiterea energiei electrice fără fire cu un factor de eficiență de aproximativ 100%. În viitor, valoarea eficienței de ≈ 100% va fi justificată și, desigur, demonstrăm această valoare cu dispozitivul nostru experimental.
Importanța problemei transmisiei fără fir a energiei electrice este fără îndoială - depășirea barierelor naturale (râuri, munți și văi); alimentare de rezervă, transport electric, rezolvarea unei serii de probleme de alimentare fără fir pentru dispozitive de uz casnic și industriale etc. - toate acestea sunt elemente ale problemei numite.
Puțină istorie
Problema transmisiei de putere fără fir a fost identificată pentru prima dată în zorii secolului trecut de către N. Tesla. Dispozitivul său demonstrativ se baza pe metoda emiterii și recepționării undelor electromagnetice printr-un circuit rezonant deschis, care conține o antenă - capacitate și o bobină de fir - inductanță. Indicatorii caracteristici ai dispozitivului Tesla sunt următorii: eficiență = 4%, raza de transmisie - 42 km, dimensiunile maxime ale turnului de antenă - 60 m, lungimea de undă - 2000 m Este semnificativ faptul că în dispozitivul Tesla planeta Pământ este considerată una a firelor de transmisie a energiei electrice, deoarece emisia și recepția unor astfel de unde lungi fără împământare nu este eficientă.
După experimentele lui Tesla, de-a lungul ultimului secol al XX-lea, toate încercările de a efectua transmisia wireless a electricității cu o eficiență acceptabilă au eșuat.
În deceniul actual, munca la Institutul de Tehnologie din Massachusetts sub conducerea lui M. Soljacic este raportată direct sau indirect. Lucrarea lor se bazează pe binecunoscuta metodă de inductie, folosind un câmp magnetic, de transmitere a energiei electrice, care este implementată de inductori plati rezonanți. Această metodă asigură în mod ideal o eficiență = 50%, cu o rază de transmisie proporțională cu dimensiunile bobinelor antenei. Indicatorii caracteristici ai dispozitivului lor demonstrativ sunt următorii: randament ≈ 40%, raza de transmisie – 2 m, dimensiunile bobinelor antenei – 0,6 m, lungimea de undă – 30 m.
Sistem închis energetic
În dispozitivul nostru, ca și în dispozitivul Tesla, purtătorul de energie este undele electromagnetice, adică. operează binecunoscutul vector Poynting.
Următoarele au fost fundamentate teoretic și confirmate experimental: antenele de transmisie și recepție ale dispozitivului de transmitere a puterii fără fir formează un sistem închis energetic, incluzând parțial energia câmpului electromagnetic al Pământului; prin excitarea (activarea) câmpului electromagnetic al Pământului în acest sistem, electricitatea este transferată de la antena de transmisie la antena de recepție cu o eficiență de ≈ 100% (Fig. 1).
Smochin. 1
Smochin. 2
Folosind această antenă, este ușor să formulați o problemă, a cărei soluție va asigura transmiterea energiei electrice fără fire:
1. Antenele de transmisie și recepție trebuie să excite (active) câmpul electromagnetic al Pământului într-o regiune locală (limitată) a spațiului;
2. Câmpul electromagnetic excitat al Pământului trebuie să fie, de asemenea, local în spațiu și să nu consume energie (trebuie să fie o undă electromagnetică staționară între antenele de transmisie și cele de recepție).
Soluția la această problemă este nerealistă cu antene create pe baza reprezentărilor spațiale ale geometriei lui Euclid cu faimosul său postulat al 5-lea - postulatul liniilor paralele. Acest postulat din manualele școlare spune: Printr-un punct care nu se află pe o dreaptă dată, se poate trasa doar o singură dreaptă paralelă cu cea dată.
smochin. 3
Celebritatea acestui postulat constă în faptul că, începând de la art. î.Hr., timp de 2000 de ani, cele mai bune minți din lume au încercat fără succes să o demonstreze ca o teoremă. Și astfel, în 1826, rusul Lobaciovski a conturat bazele geometriei sale, în care postulatul 5 al geometriei lui Euclid a fost formulat, în esență, prin negația sa: Printr-un punct care nu se află pe o dreaptă dată, se pot trasa cel puțin două linii paralele cu cea dată.
smochin. 4
Și, deși acest postulat nu este foarte în concordanță cu conceptele noastre spațiale, geometria lui Lobachevsky este consecventă și a fost de folos fizicienilor în ultimii ani. De exemplu, geometria lui Lobachevsky este implicată în descrierea unei game uriașe de fenomene, de la vibrații în liniile de transmisie mecanică până la interacțiunea particulelor și proceselor elementare în membrana unei celule vii.
Pseudo-sferă
Adevărat, până în 1863, timp de aproape 40 de ani, geometria lui Lobachevsky a fost percepută ca ceva fără legătură cu realitatea. Dar, în 1863, matematicianul italian Beltrami a stabilit că toate proprietățile planului geometriei Lobachevsky sunt realizate pe suprafața unei pseudosfere - un corp geometric ale cărui proprietăți coincid sau sunt opuse proprietăților sferei. În fig. 5 prezintă o pseudosferă, iar FIG. 6 generatorul său este un tractrix cu asimptota X’X. Dacă razele cercurilor mari (paralelelor) pseudosferei și sferei sunt egale, se pot compara cantitativ volumele și suprafețele acestora.
smochin. 5
smochin. 6
Antenele aparatului nostru sunt realizate sub formă de semipseudosferice; Demonstrăm un dispozitiv cu următoarele caracteristici: eficiență = 100%, raza de transmisie – 1,8 m, dimensiunea maximă a bobinelor antenei – 0,2 m, lungime de undă – 500 m, împământarea nu este necesară.
Trebuie remarcat aici că totalitatea caracteristicilor numite ale dispozitivului demonstrativ contrazice fundamentele electrodinamicii clasice - inginerie radio.
Ce proprietăți ale antenelor semi-pseudosferice oferă astfel de caracteristici dispozitivului nostru?
Printre mai mult de o duzină de proprietăți extraordinare ale pseudosferei, următoarele merită atenție:
Corpul pseudosferei, extins infinit în spațiu, are un volum finit și o suprafață finită.
Este această proprietate a pseudosferei care face posibilă, cu ajutorul antenelor semipseudosferice, crearea unui sistem finit, limitat spațial, închis energetic, care este o condiție necesară pentru transferul de energie de la randament = 100%.
A doua problemă fundamentală care se rezolvă în dispozitivul nostru se referă la mediul de umplere a sistemului închis energetic menționat. Ideea este că numai în electrodinamica cuantică, al cărei rod sunt laserele și maserii, mediul este considerat activ. Dimpotrivă, în electrodinamica clasică mediul se referă la obiecte pasive; este asociat cu atenuarea, pierderea energiei electromagnetice în timpul propagării.
Incredibil, dar adevărat, dispozitivul nostru activează câmpurile electrice și magnetice ale Pământului. Aceste câmpuri sunt obiecte ale mediului în dispozitivul nostru, deoarece umplu sistemul închis energetic menționat. Activarea acestui mediu este și o consecință a proprietăților pseudosferei.
Ideea este că toate punctele de pe suprafața pseudosferei sunt, conform matematicienilor, hiperbolice, discontinue în spațiu. În raport cu antenele semipseudosferice ale dispozitivului nostru, aceasta este echivalentă cu discontinuități și cuantificare a câmpurilor electrice și magnetice în fiecare punct al firului care înfășoară bobinele antenelor semipseudosferice. Acest lucru duce la perturbări electromagnetice - unde, a căror lungime este proporțională cu diametrul firului care înfășoară bobinele antenelor semi-pseudosferice, adică. În practică, lungimea unor astfel de unde este de ordinul a 1 mm sau mai puțin. Astfel de unde electromagnetice, așa cum o evidențiază teorie și practică, sunt capabile, prin polarizarea moleculelor de aer sau direct, să activeze câmpul electromagnetic al Pământului și să compenseze astfel pierderea de energie electromagnetică de-a lungul traseului transmisiei sale în dispozitivul nostru. Acest lucru este necesar și pentru a explica eficiența = 100%.
Nu numai atât, am anunțat un generator de energie electromagnetică în exces, al cărui coeficient de conversie a energiei (ECE) este de peste 400%; aceste. comparabil cu KPI-urile pompelor de căldură cunoscute.
Și despre ultima, a treia problemă care este rezolvată în dispozitivul nostru.
Este bine cunoscut faptul că energia este transferată în spațiu doar printr-o undă electromagnetică care călătorește, o undă în care câmpurile electrice și magnetice sunt în fază. Această condiție nu poate fi realizată la o distanță de 1,8 m la o lungime de undă de 500 m Dar este de asemenea bine cunoscut faptul că viteza unei unde electromagnetice care se deplasează de-a lungul unui conductor drept sau curbat încetinește și scade în comparație cu viteza în spațiul liber. ; Lungimea de undă scade și ea. Acest efect este utilizat pe scară largă în inginerie electrică și radio în așa-numitele sisteme de încetinire. Reducerea lungimii de undă în aceste sisteme variază de la zecimi de unitate cu fire drepte până la 30 de unități cu cele curbate (spirale).
Efectul de încetinire și de reducere a lungimii de undă ne permite să formăm o undă care călătorește pe distanțe scurte în dispozitivul nostru.
Într-adevăr, lungimea de undă a dispozitivului nostru demo este redusă la lungimea menționată mai sus 
, care formează o undă electromagnetică care călătorește și transferă energie în dispozitivul nostru. Coeficientul de reducere a undei în acest caz este egal cu 
unitati. Această reducere enormă a lungimii de undă explică, de asemenea, faptul experimental că dispozitivul nostru funcționează eficient fără a lega la pământ emițătorul și receptorul de electricitate.
Dispozitivul nostru folosește o altă proprietate uimitoare a pseudosferei:
volumul pseudosferei este jumătate din volumul sferei, în timp ce ariile suprafețelor lor sunt egale.
Din această proprietate rezultă că volumul sferei, limitat de propria suprafață, conține două volume ale pseudosferei, limitate de cele două suprafețe proprii combinate și de a treia zonă a sferei menționate. Acest lucru ne permite să ne imaginăm volumul unei sfere în jurul Pământului, plină cu câmpurile electrice și magnetice ale Pământului, două volume ale pseudosferei și, fiecare dintre acestea limitată de suprafață și conține jumătate din câmpurile electrice și magnetice ale Pământului. Pământ (Fig. 7). Având în vedere acest fapt și faptul că dispozitivul nostru este inevitabil situat pe o singură parte a pământului, se argumentează că antenele dispozitivului nostru interacționează doar cu jumătate din câmpurile electrice și magnetice ale Pământului. În același timp, nu trebuie să presupunem că a doua jumătate a acestor câmpuri sunt inactive. Următoarele ne convinge de acest lucru.
smochin. 7
Să ne amintim că cele mai multe dintre legile fizicii sunt formulate pentru cadrele de referință inerțiale, în care timpul este nerelativ (absolut), spațiul este izotrop, viteza mișcării rectilinie a undelor electromagnetice (lumina) este absolută etc. În cadrul sistemelor de referință inerțiale, este bine cunoscut faptul că în spațiul liber, atunci când o undă electromagnetică care călătorește este reflectată, se formează o undă staționară, în care se disting o undă electrică staționară separat și o undă magnetică staționară separat. Când lungimea undei de călătorie este egală cu , lungimile undelor electrice și magnetice în picioare sunt egale cu jumătate din lungimea undei de călătorie, adică. 
. De asemenea, este important ca perioada acestor unde staționare să fie egală cu perioada undei de călătorie, adică. 
, deoarece perioada unei unde staționare constă din suma a două semiperioade ale semi-undelor directe și reflectate.
Faptul de calculare, și nu de determinare experimentală, a unei valori cu o acuratețe care depinde de precizia determinării lungimii unei zile pe Pământ ne permite să aruncăm o privire complet nouă asupra unui număr de probleme din fizică.
Legea interacțiunii curenților electrici descoperită de André Marie Ampère în 1820 a pus bazele dezvoltării ulterioare a științei electricității și magnetismului. 11 ani mai târziu, Michael Faraday a stabilit experimental că un câmp magnetic în schimbare generat de un curent electric poate induce un curent electric într-un alt conductor. Așa a fost creat.
În 1864, James Clerk Maxwell a sistematizat în cele din urmă datele experimentale ale lui Faraday, dându-le forma unor ecuații matematice precise, datorită cărora a fost creată baza electrodinamicii clasice, deoarece aceste ecuații descriau legătura câmpului electromagnetic cu curenții și sarcinile electrice și consecința acestui lucru ar fi trebuit să fie existența undelor electromagnetice.
În 1888, Heinrich Hertz a confirmat experimental existența undelor electromagnetice prezise de Maxwell. Emițătorul său cu scânteie cu un tocător de bobine Ruhmkorff ar putea produce unde electromagnetice de până la 0,5 gigaherți, care ar putea fi recepționate de mai multe receptoare reglate în rezonanță cu transmițătorul.
Receptoarele puteau fi amplasate la o distanță de până la 3 metri, iar dacă a apărut o scânteie în transmițător, au apărut scântei în receptoare. Așa au fost realizate primele experimente în transmiterea fără fir a energiei electrice folosind unde electromagnetice.
În 1891, în timp ce studia curenții alternativi de înaltă tensiune și înaltă frecvență, el a ajuns la concluzia că este extrem de important pentru scopuri specifice să se selecteze atât lungimea de undă, cât și tensiunea de funcționare a emițătorului și nu este deloc necesar să se facă frecventa prea mare.
Omul de știință notează că limita inferioară a frecvențelor și tensiunilor la care a reușit să obțină cele mai bune rezultate în acel moment a fost de la 15.000 la 20.000 de vibrații pe secundă cu un potențial de 20.000 de volți. Tesla a primit un curent de înaltă frecvență și tensiune înaltă folosind o descărcare oscilativă a unui condensator (vezi -). El a observat că acest tip de transmițător electric este potrivit atât pentru producerea luminii, cât și pentru transmiterea energiei electrice pentru a produce lumină.
În perioada 1891-1894, omul de știință demonstrează în mod repetat transmisia fără fir și strălucirea tuburilor de vid într-un câmp electrostatic de înaltă frecvență, observând în același timp că energia câmpului electrostatic este absorbită de lampă, transformată în lumină, iar energia din câmpul electromagnetic este folosit pentru inducția electromagnetică pentru a obține un rezultat similar. Rezultatul este în mare parte reflectat și doar o mică parte este convertită în lumină.
Chiar și folosind rezonanța atunci când se transmite folosind o undă electromagnetică, nu va fi posibilă transmiterea unei cantități semnificative de energie electrică, a susținut omul de știință. Scopul său în această perioadă de muncă a fost să transmită fără fir cantități mari de energie electrică.
Până în 1897, în paralel cu lucrările lui Tesla, cercetările asupra undelor electromagnetice au fost efectuate de: Jagdish Bose în India, Alexander Popov în Rusia și Guglielmo Marconi în Italia.
În urma prelegerilor publice ale lui Tesla, Jagdish Bose demonstrează transmiterea fără fir a electricității în noiembrie 1894 la Calcutta, unde aprinde praful de pușcă, transmitând energie electrică la distanță.
După Boche, și anume pe 25 aprilie 1895, Alexander Popov, folosind codul Morse, a transmis primul mesaj radio, iar această dată (7 mai, stil nou) este acum sărbătorită anual în Rusia ca „Ziua Radioului”.
În 1896, Marconi, ajuns în Marea Britanie, și-a demonstrat aparatul, folosind codul Morse pentru a transmite un semnal pe o distanță de 1,5 kilometri de la acoperișul clădirii Oficiului Poștal din Londra către o altă clădire. După aceea, și-a îmbunătățit invenția și a reușit să transmită un semnal peste Câmpia Salisbury pe o distanță de 3 kilometri.
Tesla în 1896 transmite și primește cu succes semnale la o distanță între emițător și receptor de aproximativ 48 de kilometri. Cu toate acestea, niciunul dintre cercetători nu a reușit încă să transmită o cantitate semnificativă de energie electrică pe o distanță lungă.
Experimentând în Colorado Springs, Tesla ar scrie în 1899: „Eșecul metodei de inducție pare enorm în comparație cu metoda de excitare a încărcăturii pământului și aerului”. Acesta va fi începutul cercetării omului de știință care vizează transmiterea energiei electrice pe distanțe semnificative fără utilizarea firelor. În ianuarie 1900, Tesla a făcut o înregistrare în jurnalul său despre transferul cu succes de energie la o bobină „dusă departe în câmp” de la care era alimentată lampa.
Iar cel mai mare succes al omului de știință ar fi lansarea Turnului Wardenclyffe de pe Long Island pe 15 iunie 1903, conceput să transmită energie electrică pe o distanță considerabilă în cantități mari fără fire. Înfășurarea secundară cu împământare a transformatorului rezonant, acoperită cu o cupolă sferică de cupru, trebuia să excite sarcina de pământ și straturile conductoare de aer pentru a deveni un element al unui circuit rezonant mare.
Așa că omul de știință a reușit să alimenteze 200 de lămpi de 50 de wați la o distanță de aproximativ 40 de kilometri de transmițător. Totuși, pe baza fezabilității economice, finanțarea proiectului a fost oprită de către Morgan, care de la bun început a investit bani în proiect pentru a obține comunicații fără fir, iar transferul de energie gratuită la scară industrială la distanță a fost categoric nepotrivit. pentru el ca om de afaceri. În 1917, turnul, proiectat pentru transmiterea fără fir a energiei electrice, a fost distrus.
Mult mai târziu, în perioada 1961-1964, un expert în domeniul electronicii cu microunde, William Brown, a experimentat în SUA căi de transmitere a energiei prin fascicul de microunde.
În 1964, el a fost primul care a testat un dispozitiv (un model de elicopter) capabil să primească și să utilizeze energia fasciculului de microunde sub formă de curent continuu, datorită unei rețele de antene constând din dipoli cu jumătate de undă, fiecare dintre acestea fiind încărcat cu diode Schottky eficiente. Deja în 1976, William Brown transmitea un fascicul de microunde de 30 kW putere pe o distanță de 1,6 km cu o eficiență de peste 80%.
În 2007, un grup de cercetare de la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, condus de profesorul Marin Soljacic, a reușit să transmită fără fir energie pe o distanță de 2 metri. Puterea transmisă a fost suficientă pentru a alimenta un bec de 60 de wați.
Tehnologia lor (numită ) se bazează pe fenomenul de rezonanță electromagnetică. Emițătorul și receptorul sunt două bobine de cupru, fiecare cu diametrul de 60 cm, rezonând la aceeași frecvență. Emițătorul este conectat la o sursă de alimentare, iar receptorul este conectat la o lampă incandescentă. Circuitele sunt reglate la 10 MHz. Receptorul în acest caz primește doar 40-45% din electricitatea transmisă.
Aproximativ în același timp, Intel a demonstrat o tehnologie similară pentru transmisia de energie fără fir.
În 2010, Haier Group, un producător chinez de electrocasnice, a prezentat publicului la CES 2010 produsul său unic - un televizor LCD complet wireless bazat pe această tehnologie.
Când Apple a introdus primul său încărcător wireless pentru telefoane mobile și gadget-uri, mulți l-au considerat o revoluție și un salt uriaș înainte în metodele de transfer de energie wireless.
Dar au fost ei pionieri, sau chiar înaintea lor, a reușit cineva să facă ceva asemănător, deși fără marketing și PR adecvate? Se pare că au existat și cu mult timp în urmă și au fost mulți astfel de inventatori.
Așadar, în 1893, faimosul Nikola Tesla a demonstrat publicului uimit strălucirea lămpilor fluorescente. În ciuda faptului că toate erau wireless. 
Acum, acest truc poate fi repetat de orice școlar ieșind într-un câmp deschis și stând cu o lampă fluorescentă sub o linie de înaltă tensiune de 220 kV și mai sus. 
Puțin mai târziu, Tesla a reușit să aprindă un bec incandescent cu fosfor în același mod wireless. 
În Rusia, în 1895, A. Popov a arătat primul receptor radio din lume în funcțiune. Dar, în mare, acesta este și un transfer wireless de energie.
Cea mai importantă întrebare și, în același timp, problema întregii tehnologii de încărcare wireless și metode similare constă în două puncte:
- cât de departe poate fi transmisă electricitatea în acest fel?
- si ce cantitate
Mai întâi, să ne dăm seama ce putere au dispozitivele și aparatele de uz casnic din jurul nostru. De exemplu, un telefon, un smartwatch sau o tabletă necesită maxim 10-12W. 
Laptopul are deja cerințe mai mari - 60-80W. Acest lucru poate fi comparat cu becul mediu cu incandescență. Dar electrocasnicele, în special cele de bucătărie, consumă deja câteva mii de wați. 
Prin urmare, este foarte important să nu vă zgarciți cu numărul de prize din bucătărie. 
Deci, cu ce metode și metode de transmitere a energiei electrice fără utilizarea cablurilor sau a altor conductori a venit omenirea în toți acești ani? Și, cel mai important, de ce încă nu sunt implementate atât de activ în viața noastră pe cât ne-am dori?
Luați aceleași aparate de bucătărie. Să aruncăm o privire mai atentă.
Transferul de energie prin bobine
Cea mai ușor de implementat este utilizarea inductoarelor.
Principiul aici este foarte simplu. Luați 2 bobine și așezați-le unul lângă celălalt. Una dintre ele este alimentată cu energie electrică. Celălalt joacă rolul de receptor. 
Când curentul din sursa de alimentare este ajustat sau modificat, fluxul magnetic din a doua bobină se schimbă și el automat. După cum spun legile fizicii, în acest caz va apărea un EMF și va depinde direct de rata de schimbare a acestui flux.
S-ar părea că totul este simplu. Dar deficiențele strică întreaga imagine roz. Trei dezavantaje:
- putere redusă
Folosind această metodă, nu veți transfera volume mari și nu veți putea conecta dispozitive puternice. Dacă încercați să faceți acest lucru, pur și simplu veți topi toate înfășurările. 
- distanta scurta
Nici măcar nu vă gândiți să transmiteți energie electrică pe zeci sau sute de metri aici. Această metodă are un efect limitat.
Pentru a înțelege din punct de vedere fizic cât de rele sunt lucrurile, ia doi magneți și dă-ți seama cât de departe trebuie să fie înainte de a înceta să se mai atragă sau să se respingă unul pe altul. Eficiența bobinelor este aproximativ aceeași.
Puteți, desigur, să fiți creativ și să vă asigurați că aceste două elemente sunt întotdeauna aproape unul de celălalt. De exemplu, o mașină electrică și un drum special de încărcare. 
Dar cât va costa construcția unor astfel de autostrăzi?
- eficienta scazuta
O altă problemă este eficiența scăzută. Nu depășește 40%. Se dovedește că nu vei putea transmite în acest fel multă energie electrică pe distanțe lungi.
Același N. Tesla a subliniat acest lucru în 1899. Mai târziu, a trecut la experimente cu electricitatea atmosferică, sperând să găsească un indiciu și o soluție la problema din ea. 
Cu toate acestea, oricât de inutile ar părea toate aceste lucruri, cu ajutorul lor puteți organiza în continuare spectacole frumoase de lumină și muzică.
Sau reîncărcați echipamente mult mai mari decât telefoanele. De exemplu biciclete electrice. 
Transfer de energie cu laser
Dar cum poate fi transmisă mai multă energie pe o distanță mai mare? Gândiți-vă la ce filme vedem foarte des acest tip de tehnologie.
Primul lucru care vine în minte chiar și pentru un școlar este Războiul Stelelor, laserele și sabiile laser. 
Desigur, cu ajutorul lor este posibilă transmiterea unei cantități mari de energie electrică pe distanțe foarte mari. Dar din nou totul este stricat de o mică problemă.
Din fericire pentru noi, dar din păcate pentru laser, Pământul are atmosferă. Și face o treabă bună de a bloca și de a consuma cea mai mare parte a energiei totale a radiației laser. Prin urmare, cu această tehnologie trebuie să mergem în spațiu.
Au existat, de asemenea, încercări și experimente pe Pământ pentru a testa funcționalitatea metodei. NASA a organizat chiar și un concurs de transfer de energie fără fir cu laser, cu un fond de premii de puțin sub 1 milion de dolari.
În cele din urmă, Laser Motive a câștigat. Rezultatul lor câștigător este 1 km și 0,5 kW de putere continuă transmisă. Cu toate acestea, în timpul procesului de transfer, oamenii de știință au pierdut 90% din toată energia inițială.
Dar totuși, chiar și cu o eficiență de zece procente, rezultatul a fost considerat de succes.
Să ne amintim că un bec simplu are și mai puțină energie utilă care intră direct în lumină. Prin urmare, este profitabil să faceți încălzitoare cu infraroșu din ele. 
cuptor cu microunde
Nu există într-adevăr o altă modalitate funcțională de a transmite electricitate fără fire? Există, și a fost inventat chiar înainte de încercări și jocuri pentru copii în Războiul Stelelor.
Se dovedește că microundele speciale cu o lungime de 12 cm (frecvență 2,45 GHz) sunt transparente pentru atmosferă și nu interferează cu propagarea lor. 
Oricât de rea este vremea, atunci când transmiteți cu microunde, veți pierde doar cinci procente! Dar pentru a face acest lucru, trebuie mai întâi să convertiți curentul electric în cuptor cu microunde, apoi să le prindeți și să le readuceți la starea inițială.
Oamenii de știință au rezolvat prima problemă cu mult timp în urmă. Au inventat un dispozitiv special pentru asta și l-au numit magnetron. 
Mai mult, acest lucru s-a făcut atât de profesional și de sigur, încât astăzi fiecare dintre voi are acasă un astfel de dispozitiv. Intră în bucătărie și aruncă o privire la cuptorul cu microunde. 
Are același magnetron în interior cu o eficiență de 95%.
Dar cum se face transformarea inversă? Și aici au fost dezvoltate două abordări:
- american
- sovietic
În SUA, în anii șaizeci, omul de știință W. Brown a venit cu o antenă care îndeplinea sarcina cerută. Adică, a convertit radiația incidentă pe ea înapoi în curent electric.
I-a dat chiar propriul său nume - rectenna. 
După invenție, au urmat experimente. Și în 1975, cu ajutorul unei rectenne, au fost transmise și primite până la 30 kW de putere la o distanță de peste un kilometru. Pierderile de transmisie au fost de numai 18%. 
Aproape o jumătate de secol mai târziu, nimeni nu a reușit să depășească această experiență. S-ar părea că metoda a fost găsită, așa că de ce aceste rectenne nu au fost eliberate în masă?
Și aici apar din nou neajunsurile. Rectenele au fost asamblate folosind semiconductori miniaturali. Funcționarea normală pentru ei este transmiterea doar a câțiva wați de putere.
Și dacă doriți să transferați zeci sau sute de kW, atunci pregătiți-vă să asamblați panouri gigantice. 
Și aici apar dificultăți de nerezolvat. În primul rând, aceasta este reemisia.
Nu numai că veți pierde ceva energie din cauza asta, dar nici nu vă veți putea apropia de panouri fără să vă pierdeți sănătatea. 
A doua durere de cap este instabilitatea semiconductorilor din panouri. Este suficient ca unul să se ardă din cauza unei mici supraîncărcări, iar restul eșuează ca o avalanșă, ca chibriturile. 
În URSS totul era oarecum diferit. Nu degeaba armata noastră a fost încrezătoare că, chiar și în cazul unei explozii nucleare, toate echipamentele străine vor eșua imediat, dar echipamentele sovietice nu. Întregul secret se află în lămpi. 
La Universitatea de Stat din Moscova, doi dintre oamenii noștri de știință, V. Savin și V. Vanke, au proiectat așa-numitul convertor de energie ciclotron. Are dimensiuni decente, deoarece este asamblat pe baza tehnologiei lămpii.
În exterior, este ceva ca un tub de 40 cm lungime și 15 cm în diametru. Eficiența acestei unități de lampă este puțin mai mică decât cea a semiconductoarelor americane - până la 85%. 
Dar, spre deosebire de detectoarele cu semiconductori, un convertor de energie ciclotron are o serie de avantaje semnificative:
- fiabilitate
- putere mare
- rezistenta la suprasarcina
- fără reemisii
- cost de fabricație scăzut
Cu toate acestea, în ciuda tuturor celor de mai sus, metodele semiconductoare de implementare a proiectelor sunt considerate avansate în întreaga lume. Există și un element de modă aici.
După prima apariție a semiconductorilor, toată lumea a început brusc să abandoneze tehnologiile cu tuburi. Dar testele practice sugerează că aceasta este adesea o abordare greșită.
Desigur, pe nimeni nu interesează telefoanele mobile cu tub de 20 kg sau computerele care ocupă încăperi întregi. 
Dar uneori doar metodele vechi dovedite ne pot ajuta în situații fără speranță. 
Drept urmare, astăzi avem trei oportunități de a transmite energie fără fir. Primul discutat este limitat atât de distanță, cât și de putere.
Dar acest lucru este suficient pentru a încărca bateria unui smartphone, tabletă sau ceva mai mare. Eficiența, deși mică, este totuși o metodă de lucru. 
Primul dintre ei a început foarte încurajator. În anii 2000, pe Insula Reunion a apărut nevoia de transmitere constantă a 10 kW de putere pe o distanță de 1 km. 
Terenul muntos și vegetația locală nu au permis amplasarea de linii electrice aeriene sau cabluri acolo.
Toate deplasările pe insulă până în acest punct au fost efectuate exclusiv cu elicoptere.
Pentru a rezolva problema, cele mai bune minți din diferite țări au fost adunate într-o singură echipă. Inclusiv pe cei menționați anterior în articol, oamenii de știință noștri de la Universitatea de Stat din Moscova V. Vanke și V. Savin. 
Totuși, în momentul în care ar fi trebuit să înceapă implementarea practică și construcția emițătoarelor și receptoarelor de energie, proiectul a fost înghețat și oprit. Și odată cu declanșarea crizei în 2008, au abandonat-o complet.
De fapt, acest lucru este foarte dezamăgitor, deoarece munca teoretică făcută acolo a fost colosală și demnă de implementare.
Al doilea proiect pare mai nebunesc decât primul. Cu toate acestea, pentru aceasta sunt alocate fonduri reale. Ideea în sine a fost exprimată în 1968 de către fizicianul american P. Glaser. 
În acel moment, el a propus o idee nu în totalitate normală - să lanseze un satelit uriaș pe orbită geostaționară la 36.000 km deasupra pământului. Așezați pe el panouri solare care vor colecta energie gratuită de la soare.
Apoi toate acestea ar trebui convertite într-un fascicul de unde de microunde și transmise la sol. 
Un fel de „stea morții” în realitățile noastre pământești. 
Pe sol, fasciculul trebuie prins de antene gigantice și transformat în electricitate.
Cât de mari trebuie să fie aceste antene? Imaginați-vă că, dacă satelitul are 1 km în diametru, atunci receptorul de la sol ar trebui să fie de 5 ori mai mare - 5 km (dimensiunea inelului de grădină). 
Dar dimensiunea este doar o mică parte a problemei. După toate calculele, s-a dovedit că un astfel de satelit ar genera energie electrică cu o capacitate de 5 GW. Când ajungem la sol ar mai rămâne doar 2GW. De exemplu, centrala hidroelectrică Krasnoyarsk produce 6 GW.
Prin urmare, ideea lui a fost luată în considerare, calculată și pusă deoparte, deoarece totul s-a redus inițial la preț. Costul proiectului spațial în acele zile a ajuns la 1 trilion de dolari.
Dar știința, din fericire, nu stă pe loc. Tehnologiile se îmbunătățesc și devin mai ieftine. Mai multe țări dezvoltă deja o astfel de stație spațială solară. Deși la începutul secolului al XX-lea, o singură persoană strălucitoare era suficientă pentru transmiterea fără fir a energiei electrice. 
Prețul total al proiectului a scăzut de la original la 25 de miliarde de dolari. Întrebarea rămâne - vom vedea implementarea sa în viitorul apropiat?
Din păcate, nimeni nu vă va da un răspuns clar. Pariurile sunt plasate doar pe a doua jumătate a acestui secol. Prin urmare, deocamdată, să ne mulțumim cu încărcătoarele wireless pentru smartphone-uri și să sperăm că oamenii de știință vor putea să le sporească eficiența. Ei bine, sau în cele din urmă, un al doilea Nikola Tesla se va naște pe Pământ.
