Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ

Беспроводная передача энергии

happy_woman 450 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 18 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 15.10.2020
Актуальностьвыбранной темы обосновывается тем, что на сегодняшний день потребление электроэнергии возрастает с каждым днем и вся эта нагрузка ложится на передающие линии. Это в свою очередь требует постоянной модернизации электросетей, а значит новых затрат. Цельнашей работы заключается в изучении альтернативных методов, способов и технологий передачи энергии, таких как беспроводная передача. Основные задачи работы: ? Проанализировать научно?методическую литературу по вопросам передачи энергии альтернативным способом. ?Составить буклет, содержащий основную информацию о всех способах беспроводной передачи энергии, описанных в работе.
Введение

Мечта о беспроводной передаче энергии и информации возникла у физиков и инженеров с самых первых шагов практической электротехники. О том, что, эта мечта не бесплодна, убедительно свидетельствуют достижения современной радиотехники, обеспечивающей революцию в развитии средств связи. Благодаря радиоволнам мы не только передаем сигналы на любые нужные нам расстояния, но и получаем информацию о самых удаленных областях вселенной. Естественно предположить, что и беспроводная передача энергии принесет человечеству не менее великие достижения. Трудности беспроводной передачи энергии пропорциональны её передаваемому количеству. Ведь даже передача большого количества энергии по проводам уже представляет собой настолько сложную задачу, что для ее решения требуются предельные возможности техники. Но именно трудности проводной передачи заставляют искать пути отказа от нее. Сегодня необходимость таких поисков начинают осознавать многие, хотя для большинства данная задача кажется фантастической. Но не так давно фантастичной казалось задача освоения космоса, поставленная Циолковским. В электротехнике тоже был свой гений, живший, как и Циолковский, намного впереди своего века, — Никола Тесла, сербский учёный, живший и работавший в США. Именно его эксперименты и доказывают реальность беспроводной передачи энергии.
Содержание

Введение………………………………………………………... Глава I. История беспроводной передачи энергии………… Глава II. Технологии передачи энергии……………………. 2.1. Ультразвуковой способ………………………………….. 2.2. Метод электромагнитной индукции…………………... 2.3. Электростатическая индукция……………………........ 2.4. Микроволновое излучение……………………………… 2.5. Лазерный метод…………………………………………... 2.6. Электропроводимость…………………………………… Глава III. Всемирная беспроводная система………………. Заключение……………………………………………………. Список литературы…………………………………………...
Список литературы

1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Беспроводная_передача_электричества 2. https://habr.com/ru/post/373183/ 3. https://ichip.ru/tekhnologii/besprovodnaya-peredacha-elektroenergii-2334 4. Технология беспроводной зарядки: принцип действия, стандарты, производители. [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.russianelectronics.ru 16 5. Технология беспроводной зарядки. [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://www.russianelectronics.ru 6. «Бесконтактная технология передачи энергии CPS® (Contactless Power System) компании VAHLE» 7. https://topwar.ru/109568-peredacha-elektroenergii-bez-provodov-ot-nachala-do-nashih-dney.html 8. https://t-ln.ru/articles/pochemu-my-ne-ispolzuem-tekhnologiyu-tesly-besprovodnoy-peredachi-elektroenergii/ 9. https://vse-elektrichestvo.ru/novosti/besprovodnoe-elektrichestvo.html 10. https://elquanta.ru/teoriya/besprovodnaya-peredacha-ehnergii.html
Отрывок из работы

Глава I. История беспроводной энергии. В конце XIX - начале XX века Никола Тесла, сербский ученый и инженер, внес неоценимый вклад в мировую науку и посвятил много усилий в сфере радио и электротехники. Благодаря его теоретическим работам, а так же патентам, наступил второй этап технической революции. Основные интересы изобретателя заключались в изучении свойств магнетизма и электричества, создании и усовершенствовании устройств, работающих на принципе переменного тока. Большая часть исследований Теслы была посвящена опытам по однопроводной и беспроводной передачи энергии, еще задолго до возникновения электрической сети. Но история беспроводной передачи энергии началась задолго до знаменитых опытов изобретателя: В1820году, когда Андре Мари Ампер открыл закон (после названный в честь открывателя законом Ампера), показывающий, что электрический ток производит магнитное поле. После этого события было проведено ещё множество опытов другими учёными, проложившими Тесле путь к его невероятному открытию. В 1893году Никола Тесла на всемирной выставке, проходившей в Чикаго, продемонстрировал беспроводное освещение люминесцентными лампами. Посетители выставки изумлялись Николой Тесла. Они с удивлением смотрели, как высокий и худой ученый пропускал через себя электрошок напряжением в два миллиона вольт. От смелого экспериментатора не должно было остаться и следа, но Тесла улыбался, держа в руках ярко горевшие электролампы. Фокус-эксперимент казался чудом. Безумный изобретатель поражал не только простых обывателей, но и именитых коллег-учёных. Это теперь мы знаем, что убивает не само напряжение, а ток и что ток высокой частоты проходит лишь по поверхностным покровам. В эпоху младенчества электричества подобный фокус казался настоящим чудом. Тесла, демонстрируя электрические лампы, горящие у него в руках, всех изумлял. В1894годуНикола Теслазажёг без проводов фосфорнуюлампу накаливанияв лаборатории наПятой авеню, а позже в лаборатории наХаустон-стрит в Нью-Йорке благодаря «электродинамической индукции», то есть посредством беспроводнойрезонанснойвзаимоиндукции. С достижением существенных открытий в сфере радиотехники, возможность осуществления беспроводной передачи энергии увеличилась во много раз. Но, к сожалению, две Мировые войны откладывают исследования в этой области на второй план, и только в начале шестидесятых они возобновляются. В 1964 году в США был продемонстрирован миниатюрный вертолет, получающий всю энергию по радиоволнам СВЧ-диапазона. В дальнейшем процесс исследований только ускорился, и были проведены опыты по передаче действительно больших мощностей электричества (до десятков кВт), а также разработаны бесконтактные смарт-карты и чипы RFID (системы радиочастотной идентификации). После этих опытов, открытий и изобретений мир видел ещё много других способов передачи энергии. Их можно классифицировать следующим способом: 1. Ультразвуковой способ 2. Метод электромагнитной индукции 3. Электростатическая индукция 4. Микроволновое излучение 5. Лазерный метод 6. Электропроводимость А теперь о каждом в подробностях. Глава II. Технологии беспроводной передачи. 2.1. Ультразвуковой способ. Ультразвуковой способ передачи энергии изобретён студентами университета Пенсильвании и впервые представлен в 2011 году. Как и в других способах беспроводной передачи чего-либо, использовался приёмник и передатчик. Передатчик излучал ультразвук, приёмник, в свою очередь, преобразовывал слышимое в электричество. Так как способ относительно новый, конкретных цифр мало: • Расстояние передачи достигает 7-10 метров; • О необходимости прямой видимости приёмника и передатчика информация разнится в различных источниках. Но по логике она не очень нужна – стены прекрасно проводят ультразвук; • Передаваемое напряжение — до 8 Вольт; • Используемые ультразвуковые частоты никак не действуют на человека. Данная технология уже используется на практике компанией uBeam, которая представила свою беспроводную зарядку для различных устройств. По информации TechCrunch, аппаратура uBeam работает с ультразвуком в диапазоне от 45 до 75 КГц, и способна на передачу мощности минимум в 1,5 Вт, используя выходную мощность звука в промежутке от 145dB до 155dB. Специалисты не видят ничего невозможного в подобной технологии, но трудности с её реализацией присутствуют. Но практическое применение ультразвука для передачи энергии невозможно из-за очень низкого кпд, ограничений во многих государствах на максимальный уровень звукового давления, не позволяющий передавать приемлемую мощность, и других ограничений. 2.2. Метод электромагнитной индукции. Способ передачи электрической энергии на расстояние без использования токопроводящей среды называется беспроводной передачей электроэнергии. Уже к 2011 году было реализовано несколько удачных экспериментов в микроволновом диапазоне с мощностями в несколько десятков киловатт, при этом КПД составил около 40%. Это произошло сначала в 1975 году в Калифорнии и второй раз - в 1997 году на острове Реюньон. Наибольшая дальность составила около одного километра, эксперимент был проведен с целью исследования возможностей энергосбережения одного поселка без использования традиционного кабеля. Беспроводная передача энергии посредством электромагнитной индукции подразумевает применение ближнего электромагнитного поля на расстояниях соизмеримых с 17% длины волны. Суть в том, что энергия ближнего поля не является излучающей сама по себе, здесь есть лишь небольшие радиационные и резистивные потери. Электродинамическая индукция работает так. Когда через первичную обмотку проходит переменный электрический ток, вокруг нее существует переменное магнитное поле, которое одновременно действует и на вторичную обмотку, наводя в ней переменную ЭДС и соответственно переменный ток. Чтобы получить более высокую эффективность, взаимное расположение первичной и вторичной обмоток должно быть достаточно тесным. Если в условиях эксперимента начать отдалять вторичную обмотку от первичной, то часть магнитного поля, достигающего вторичной обмотки и пересекающего ее витки, будет становиться все меньше. По мере удаления вторичной обмотки, даже на небольшом расстоянии индукционная связь между обмотками в конце концов станет настолько малой, что большая часть передаваемой магнитным полем энергии будет расходоваться чрезвычайно неэффективно и вообще впустую. Чтобы повысить эффективность индукционного метода, полезно внедрить в такую систему явление электрического резонанса, который позволит увеличить расстояние эффективной передачи. С добавлением в резонансную цепь колебательного контура, он своим действием в некоторой степени увеличивает расстояние В бесконтактных зарядниках для мобильной техники, для электрических зубных щеток и в индукционных плитках, реализованы как раз методы электродинамической индукции. Недостаток при передаче энергии таким путем заключается в очень небольшом расстоянии эффективного действия. Для достижения надлежащей эффективности передатчик и приемник необходимо размещать очень-очень близко друг к другу, практически вплотную, чтобы они впринципе могли эффективно взаимодействовать между собой. Еще больше улучшить производительность такой системы можно коррекцией формы волны управляющего тока, отклонив ее от синусоидальной к переходной несинусоидальной, импульсной. Импульсная передача энергии производится тогда за несколько циклов, и существенная мощность может быть в таких условиях передана от одного LC-контура - к другому, и с меньшим коэффициентом связи чем без использования резонансных контуров. Формы катушек не изменяются, и в любом случае представляют собой плоские спирали либо однослойные соленоиды с подключенными к ним конденсаторами, необходимыми для настройки принимающего элемента на резонансную частоту передатчика. Традиционно резонансная электродинамическая индукция используется в беспроводных зарядниках аккумуляторов мобильных устройств, наподобие сотовых телефонов и медицинских имплантатов, а также в электромобилях. В устройствах локализованной зарядки используется выбор определенной катушки передатчика из набора многослойных обмоток. Явление резонанса работает при этом как в контуре передающей панели зарядного устройства, так и в принимающем контуре зарядного модуля, установленном на заряжаемом устройстве, дабы эффективность передачи и приема энергии получилась максимальной. Технология данной конфигурации универсальна, и может использоваться для беспроводной зарядки различных гаджетов, оснащенных соответствующими резонансными приемниками. Техника такого плана принята в качестве части стандарта беспроводной зарядки Qi. Этот стандарт предусматривает два варианта передачи энергии: низкой мощности — от 0 до 5 Ватт и средней мощности — до 10 Ватт. Стандарт разработан после 2008 года Консорциумом беспроводной электромагнитной энергии (Wireless Power Consortium, WPC) для индукционной передачи энергии на расстояние до 4 см. Аппаратура с поддержкой Qi включает в себя передатчик с плоской катушкой (она расположена за пластиной), подключаемый к стационарному источнику энергии, и совместимый приёмник, который установлен внутри заряжаемого устройства (также в форме плоской катушки). При использовании зарядника, подключаемое устройство размещают на пластине передатчика. При этом действует принцип электромагнитной индукции между этими двумя плоскими катушками, как в трансформаторе.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Энергетическое машиностроение, 102 страницы
2550 руб.
Дипломная работа, Энергетическое машиностроение, 65 страниц
1625 руб.
Дипломная работа, Энергетическое машиностроение, 67 страниц
1675 руб.
Дипломная работа, Энергетическое машиностроение, 61 страница
1525 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg