maanantai 8. helmikuuta 2010

Langaton tehon siirto

Tutkimuksissani sähkömagnetiikan alueella törnäsin Nikola Teslaan ja hänen ideaansa sadan vuoden takaa. Kyse on sähkömagnettisesta tehonsiirrosta hyödyntäen resonoivia induktansseja.

Nyt sadan vuoden jälkeen Teslan aikanaan jopa patentoima keskintö on kokenut renessanssin. Intel on kehittämässä tekniikka siten, että kannettavat tietokoneet ja kännykät voitaisiin ladata helposti ilman johtoja.

Ajatus on, että lähettävä kela viritetään sarjakapasitansslla johonkin taajuuteen. Vastaanottopäässä on samaten kela, jossa on LC visitys samaan taajuuteen. Juuri nyt asiaa kehittää esimerkiksi Intel:
http://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_Resonant_Energy_Link

Keskinäisinduktanssi on pieni, koska tyypillisesti nämä kelat ovat niin kaukana toisistaan, että vain pieni osa kelan magneettivuosta menee toisen kelan kautta. Normaalitilanteessa sähkömagneettisella induktiolla tehoa ei siis siirry. Ei ainakaan niin, että kannettavaa tietokonetta voisi ladata.

Tämä kaikki on selvää kauraa. Muuntajan toisiosta ei tule tehoa, jos keskinäisinduktanssi on pieni.

Mutta, kaikki muuttuu erilaiseksi, kun molemmat kelat viritetään sarjakondensaattoreilla tiettyyn taajuuteen. Jostain kumman syystä tehoa rupeaa silloin siirtymään. Vielä hämmästyttävämpää on se, että tehoa siirtyy sitä enemmän, mitä pienempi keskinäisinduktanssi (tai ”coupling”) on. Perusinsinöörin mielestä pitäisi mennä toisin päin.

Jotain outoa tuossa tapahtuu, mutta en ymmärrä mitä.

Joka tapauksessa, näyttää siltä, että tulevaisuudessa päästään eroon kännyköiden, kameroiden ja läppäreiden latausjohdoista. Lentokentillä, ravintoloissa, kahviloissa, toimistoissa ja kotona laitteiden akut latautuvat itsekseen.

Ohessa laskelmat. Jos joku pystyy selittämään, mikä on tämän paradoksin selitys, olisin enemmän kuin kiitollinen.

Ei kommentteja: