Bagaimana Pemindahan Tenaga Tanpa Wayar Berfungsi

Pemindahan kuasa tanpa wayar adalah proses di mana tenaga elektrik dipindahkan dari satu sistem ke sistem lain melalui gelombang elektromagnetik tanpa menggunakan wayar atau sebarang hubungan fizikal.

Dalam catatan ini kita membincangkan mengenai bagaimana pemindahan kuasa tanpa wayar berfungsi atau pemindahan elektrik melalui udara tanpa menggunakan wayar.

Anda mungkin pernah menemui teknologi ini dan mungkin telah melalui banyak teknologi teori berkaitan dalam internet.

Walaupun Internet mungkin penuh dengan artikel seperti itu yang menjelaskan konsepnya dengan contoh dan video, pembaca kebanyakannya gagal memahami prinsip teras yang mengatur teknologi, dan prospek masa depannya.

Bagaimana Pemindahan Elektrik Tanpa Wayar Berfungsi

Dalam artikel ini kita secara kasar akan berusaha mendapatkan idea mengenai bagaimana pemindahan elektrik tanpa wayar berlaku atau berfungsi atau dilakukan, dan mengapa idea itu sukar dilaksanakan dalam jarak yang jauh.

Contoh pemindahan kuasa tanpa wayar yang paling biasa dan klasik adalah teknologi radio dan TV lama kami yang berfungsi dengan menghantar gelombang elektrik (RF) dari satu titik ke titik lain tanpa kabel, untuk pemindahan data yang dimaksudkan.

Kesukaran

Tetapi kelemahan di sebalik teknologi ini adalah bahawa ia tidak dapat memindahkan gelombang dengan arus tinggi sehingga daya yang dipancarkan menjadi bermakna dan dapat digunakan di sisi penerima untuk mendorong beban elektrik yang berpotensi.

Masalah ini menjadi sukar kerana rintangan udara boleh berada dalam jutaan Ohm mega dan dengan demikian sangat sukar untuk ditembus.

Kerumitan lain yang menjadikan pemindahan jarak jauh lebih sukar adalah kelayakan memfokuskan daya ke destinasi.

Sekiranya arus yang dipancarkan dibiarkan menyebar pada sudut lebar, penerima tujuan mungkin tidak dapat menerima daya yang dikirim, dan mungkin hanya memperoleh sebahagian kecil daripadanya, menjadikan operasi sangat tidak efisien.

Walau bagaimanapun, pemindahan elektrik jarak jauh tanpa wayar kelihatan lebih mudah dan berjaya dilaksanakan oleh banyak pihak, hanya kerana jarak pendek kekangan yang dibincangkan di atas tidak pernah menjadi masalah.

Untuk pemindahan kuasa tanpa wayar jarak jauh, rintangan udara yang dihadapi jauh lebih kecil, dalam jarak beberapa 1000 meg ohm (atau bahkan lebih rendah bergantung pada tahap jarak), dan pemindahan dapat dilaksanakan dengan cukup efisien dengan penggabungan arus tinggi dan berfrekuensi tinggi.

Memperoleh Julat Optimum

Untuk memperoleh kecekapan jarak ke semasa yang optimum, frekuensi penghantaran menjadi parameter terpenting dalam operasi.

Frekuensi yang lebih tinggi membolehkan jarak yang lebih besar dapat diliputi dengan lebih berkesan, dan oleh itu ini adalah salah satu elemen yang perlu diikuti semasa merancang alat pemindahan kuasa tanpa wayar.

Parameter lain yang membantu pemindahan lebih mudah adalah tahap voltan, voltan yang lebih tinggi memungkinkan melibatkan arus yang lebih rendah, dan menjaga peranti tetap padat.

Sekarang mari kita fahami konsep melalui susunan litar sederhana:

Persediaan Litar

Senarai Bahagian

R1 = 10 ohm
L1 = 9-0-9 putaran, iaitu 18 putaran dengan ketukan tengah menggunakan wayar tembaga 30 SWG super enamel.
L2 = 18 putaran menggunakan 30 kawat tembaga enamel super SWG.
T1 = 2N2222
D1 ---- D4 = 1N4007
C1 = 100uF / 25V
3V = 2 sel AAA 1.5V secara bersiri

Gambar di atas menunjukkan litar pemindahan kuasa tanpa wayar langsung yang terdiri daripada tahap pemancar di sebelah kiri dan tahap penerima di sebelah kanan reka bentuk.

Kedua-dua tahap dapat dilihat terpisah dengan jurang udara yang signifikan untuk peralihan elektrik yang dimaksudkan.

Bagaimana ia berfungsi

Tahap pemancar kuasa kelihatan seperti litar pengayun yang dibuat melalui rangkaian rangkaian maklum balas melintasi transistor NPN dan induktor.

Ya betul pemancar memang merupakan tahap pengayun yang berfungsi dengan cara push-pull untuk mendorong arus frekuensi tinggi berdenyut di gegelung yang berkaitan (L1).

Arus frekuensi tinggi yang diinduksi mengembangkan jumlah gelombang elektromagnetik yang sepadan di sekitar gegelung.

Berada pada frekuensi tinggi medan elektromagnetik ini dapat merobek melalui jurang udara di sekelilingnya dan menjangkau jarak yang dibenarkan bergantung pada peringkatnya sekarang.

Tahap penerima dapat dilihat hanya terdiri dari induktor pelengkap L2 yang hampir sama dengan L1, yang mempunyai peranan tunggal untuk menerima gelombang elektromagnetik yang dipancarkan dan mengubahnya kembali ke perbezaan potensi atau elektrik walaupun pada tahap kuasa yang lebih rendah kerana transmisi yang terlibat kerugian melalui udara.

Gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari L1 dipancarkan di sekeliling, dan L2 berada di suatu tempat di garis terkena gelombang EM ini. Apabila ini berlaku, elektron di dalam wayar L2 dipaksa untuk berayun pada kadar yang sama dengan gelombang EM, yang akhirnya menghasilkan elektrik yang disebabkan di L2 juga.

Tenaga elektrik diperbaiki dan ditapis dengan tepat oleh penyearah jambatan yang disambungkan dan C1 merupakan output DC yang setara melintasi terminal output yang ditunjukkan.

Sebenarnya, jika kita melihat dengan teliti prinsip pemindahan kuasa tanpa wayar, kita dapati bahawa ini bukan perkara baru melainkan teknologi pengubah lama kita yang biasa kita gunakan dalam bekalan kuasa, unit SMPS dll.

Satu-satunya perbezaan ialah ketiadaan teras yang biasanya kita dapati dalam transformer bekalan kuasa biasa kita. Inti membantu memaksimumkan (menumpukan) proses pemindahan kuasa, dan memperkenalkan kerugian minimum yang seterusnya meningkatkan kecekapan

Pemilihan Teras Induktor

Inti ini juga membolehkan penggunaan frekuensi yang lebih rendah untuk prosesnya, tepatnya sekitar 50 hingga 100 Hz untuk transformer teras besi sementara dalam 100kHz untuk transformer teras ferit.

Walau bagaimanapun, dalam artikel kami yang dicadangkan mengenai bagaimana fungsi pemindahan kuasa tanpa wayar, kerana kedua-dua bahagian tersebut harus sama sekali terpisah antara satu sama lain, penggunaan teras menjadi tidak perlu dipertanyakan, dan sistem ini dipaksa untuk bekerja tanpa keselesaan inti penolong.

Tanpa inti menjadi penting bahawa frekuensi yang lebih tinggi dan arus yang lebih tinggi digunakan agar pemindahan dapat dimulakan, yang mungkin secara langsung bergantung pada jarak antara tahap pemancar dan penerimaan.

Meringkaskan Konsep

Ringkasnya, dari perbincangan di atas kita dapat menganggap bahawa untuk melaksanakan pemindahan daya yang optimum melalui udara, kita perlu memasukkan parameter berikut dalam rancangan:

Nisbah gegelung yang sesuai dengan aruhan voltan yang dimaksudkan.

Frekuensi tinggi dalam urutan 200kHz hingga 500kHz atau lebih tinggi untuk gegelung pemancar.

Dan arus yang tinggi untuk gegelung pemancar, bergantung pada berapa jarak gelombang elektromagnetik terpancar yang diperlukan untuk dipindahkan.

Untuk maklumat lebih lanjut mengenai cara kerja pemindahan tanpa wayar, sila beri komen.