45-95% की दक्षता के साथ एक कमरे में 1900 W तक वायरलेस ट्रांसमिशन

एल्यूमीनियम कक्ष के साथ दीवारों, फर्श और छत के साथ अछूता कक्ष (कमरा) 5 × 5 × 2.3 मीटर। केंद्रीय स्तंभ पर 15 कैपेसिटर अर्ध-स्थैतिक अनुनाद सर्किट को पूरा करते हैं

वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन में प्रगति ने लोगों को यह सोचना सिखाया है कि जब वे अपार्टमेंट में प्रवेश करते हैं, तो स्मार्टफोन तुरंत होम वाईफाई से जुड़ जाता है। डिफ़ॉल्ट रूप से घर में सभी डिवाइस घर के उपयोग बिंदु के माध्यम से वाईफाई के माध्यम से इंटरनेट का उपयोग करते हैं। कोई तार नहीं - सौंदर्य। एकमात्र समस्या यह है कि बिजली बिल्कुल सुविधाजनक तरीके से प्रेषित नहीं की जाती है, और प्रत्येक डिवाइस को अभी भी वायर्ड किया जाना है। रोबोटिक्स और मेडिसिन एक ही समस्या से ग्रस्त हैं। गैजेट को हर बार आउटलेट से कनेक्ट करना बहुत असुविधाजनक है।

कुछ साल पहले, निकोला टेस्ला ने दिखाया कि कैसे दूरी पर बिजली पहुंचाई जाए (और मैक्सवेल, हीविसाइड और हर्ट्ज ने उससे पहले दिखाया), लेकिन इंजीनियरों को अभी भी पर्याप्त उच्च दक्षता के साथ व्यावहारिक उपयोग के लिए एक सुविधाजनक तकनीक में इस आविष्कार का एहसास नहीं हुआ है। एक और समस्या है: यह ज्ञात नहीं है कि लंबे समय तक शरीर के माध्यम से बिजली का वायरलेस प्रसारण शरीर को कैसे प्रभावित करता है, इसलिए कई देशों में नियामक अधिकारियों ने इस तकनीक के लिए सख्त नियामक प्रतिबंध लगाए हैं।

विनियामक प्रतिबंधों और संभावित सुरक्षा समस्याओं के कारण, इंजीनियरों को वायरलेस ऊर्जा हस्तांतरण के लिए दूरी और एक आवासीय क्षेत्र में किसी व्यक्ति के शरीर के माध्यम से सुरक्षित रूप से संचारित की जा सकने वाली ऊर्जा की अधिकतम दूरी के बीच समझौता करना पड़ता है। उदाहरण के लिए, विकिरण द्वारा ऊर्जा का हस्तांतरण (विकिरण गर्मी हस्तांतरण) व्यापक रूप से रेडियो संचार में उपयोग किया जाता है, लेकिन यह केवल कुछ मिलीवॉट को सुरक्षित रूप से स्थानांतरित करता है, जो साधारण गैजेट्स को चार्ज करने के लिए पर्याप्त नहीं है।

इसलिए, घरेलू बिजली के उपकरणों में विकिरण द्वारा ऊर्जा को स्थानांतरित करने के बजाय, गैर-विकिरण हस्तांतरण विधियों का उपयोग करने के लिए प्रथागत है, जैसे प्रेरण चार्जिंग और गुंजयमान चार्जिंग । पूरी तरह से अलग शक्तियां हैं: दसियों या सैकड़ों वाट छोटी दूरी पर अंतरिक्ष में बहुत तेज क्षीणन के साथ प्रेषित होते हैं। संभावित रूप से खतरनाक विद्युत क्षेत्र से चुंबकीय क्षेत्र में बड़े नुकसान और कम दक्षता के साथ ऊर्जा के हस्तांतरण से सुरक्षा सुनिश्चित होती है। लेकिन निकट के क्षेत्रों के युग्मन की घटना दूरी में बहुत सीमित है। ट्रांसमिशन से दक्षता तेज़ी से गिरती है अगर ट्रांसमीटर से ऊर्जा रिसीवर तक की दूरी कॉइल के व्यास से अधिक हो । इसके अलावा, सामान्य रूप से एक क्षेत्र कॉइल में बांधना असंभव है जो व्यास में बहुत भिन्न होता है ।

2014 के बाद से, मैथ्यू चेबालको के नेतृत्व में भौतिकविदों के एक समूह ने एक धातु गुहा में एक समान विद्युत क्षेत्र उत्पन्न करने के लिए दूर के क्षेत्र में खड़ी विद्युत चुम्बकीय तरंगों के उपयोग पर कई सफल प्रयोग किए हैं। ये प्रयोग पिछली तकनीकों की सीमाओं को पार करते हैं।

इस सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए, मैथ्यू चबाल्को और डिज़नी रिसर्च के उनके सहयोगियों ने कुछ ही दूरी पर इलेक्ट्रिक उपकरणों को चार्ज करने के लिए एक व्यावहारिक तरीका विकसित किया है - एक विधि जिसे क्वासिस्टैटिक कैविटी रेजोनेंस (क्यूएससीआर) कहा जाता है, जो कि "क्वासिस्टेटिक कैविटी रेसोनरेटर" है। यह पहले से ही एक वास्तविक तकनीक है जिसे व्यवहार में लागू किया जा सकता है, अगर नियामक प्राधिकरण अनुमति देता है।

लब्बोलुआब यह है कि क्षेत्र के दूर के क्षेत्र में विद्युत चुम्बकीय तरंगें एक समान चुंबकीय क्षेत्रों के साथ गुंजयमान संरचना के स्थान को भरती हैं, जो इन क्षेत्रों में छोटे रिसीवरों के उपयोग की अनुमति देता है - जैसे कि सामान्य घरेलू उपकरणों में।

एक ऑसिलेटरी सर्किट बनाने के लिए, गुंजयमान धारा को विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए धातु संरचनाओं के माध्यम से दीवारों, फर्श और छत से गुजरना चाहिए - उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम धातु की चादरें। कैपेसिटर वाला एक उपकरण कमरे में कहीं भी स्थापित किया गया है, जो ऑसिलिटरी सर्किट के सर्किट को पूरा करता है (प्रयोग में, 7.3 पीएफ के 15 उच्च-क्यू कैपेसिटर स्थापित किए गए थे, जो 1.32 मेगाहर्ट्ज पर एक प्रतिध्वनि प्रदान करता था)। नतीजतन, कमरे के अंदर समान चुंबकीय क्षेत्र बनते हैं। एक अर्ध-स्थैतिक गुहा गुहा का एक वैचारिक आरेख चित्रण में दिखाया गया है।



चुंबकीय क्षेत्र स्तंभ से दीवारों तक क्षय / 1 / p से कम के गुणांक के साथ क्षय होता है, जो QSCR गुंजयमान यंत्र के आकार से हजारों गुना छोटे पूरे कमरे में कॉइल के साथ ऊर्जा रिसीवर का उपयोग करना संभव बनाता है।


एक प्रयोग में एक पृथक कक्ष (कक्ष) और दोलक सर्किट की योजना

इस तरह के एक बंद कक्ष में काम करने से आपको खुले स्थान की तुलना में सैकड़ों गुना अधिक दक्षता के साथ एक चुंबकीय क्षेत्र से विद्युत क्षेत्र में ऊर्जा का अनुवाद करने की अनुमति मिलती है। इसका मतलब यह है कि बहुत अधिक ऊर्जा मानव स्वास्थ्य के लिए खतरे के बिना प्रसारित की जा सकती है, नियामक अधिकारियों द्वारा निर्धारित प्रतिबंधों के अधीन है।


QSCR वायरलेस ट्रांसमिशन दक्षता

वास्तव में, यदि आप कैमरे को एक कमरे, कार्यालय या गोदाम के आकार में स्केल करते हैं, तो यह लूप के अंदर मौजूद मोबाइल गैजेट्स को कुशलता से चार्ज करना संभव हो जाता है।


विद्युत उपकरण जो एक प्रयोग के दौरान कमरे के अंदर वायरलेस ऊर्जा प्राप्त करते हैं

किसी व्यक्ति पर विकिरण का प्रभाव स्तंभ पर कैपेसिटर के पास भी छोटा होता है। सिमुलेशन ने दिखाया कि 1900 डब्ल्यू के प्रसारण के साथ, मानव शरीर पर प्रभाव शरीर के प्रति किलोग्राम विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा के अवशोषण के विशिष्ट गुणांक (एसएआर) के लिए स्थापित मानकों से अधिक नहीं होगा।


विशिष्ट अवशोषण गुणांक। नोट: रूस में, एसएआर को संयुक्त राज्य अमेरिका और यूरोप में कपड़े के अनुसार प्रति ग्राम अवशोषित शक्ति के गुणांक के रूप में माना जाता है, लेकिन प्रति वर्ग सेंटीमीटर

डिज़नी रिसर्च के भौतिकविदों द्वारा एक प्रयोग 54 मीटर ³ कमरे में आयोजित किया गया था। इसमें, 40% से 95% की दक्षता के साथ कमरे में लगभग कहीं भी रिसीवर को ऊर्जा प्रेषित की गई थी।



वैज्ञानिक कार्य 15 फरवरी 2017 को PLOS One (doi: 10.1371 / journal.pone.016804545) पत्रिका में प्रकाशित हुआ था।