Cách thức hoạt động của truyền điện không dây

Hãy Thử Công Cụ CủA Chúng Tôi Để LoạI Bỏ Các VấN Đề





Truyền điện không dây là một quá trình trong đó năng lượng điện được truyền từ hệ thống này sang hệ thống khác thông qua sóng điện từ mà không cần sử dụng dây dẫn hoặc bất kỳ tiếp xúc vật lý nào.

Trong bài đăng này, chúng tôi thảo luận về cách hoạt động của truyền điện không dây hoặc truyền điện qua không khí mà không cần sử dụng dây.



Bạn có thể đã bắt gặp công nghệ này và có thể đã trải qua nhiều lý thuyết liên quan trên mạng.

Mặc dù Internet có thể có đầy những bài báo giải thích khái niệm này với các ví dụ và video, nhưng người đọc hầu như không hiểu được nguyên tắc cốt lõi chi phối công nghệ và triển vọng tương lai của nó.



Cách thức hoạt động của truyền điện không dây

Trong bài viết này, chúng ta sẽ cố gắng tìm hiểu một cách khái quát về cách thức truyền điện không dây xảy ra hoặc hoạt động hoặc quá trình dẫn điện diễn ra và tại sao ý tưởng này lại khó thực hiện trong khoảng cách lớn.

Ví dụ phổ biến nhất và cổ điển nhất về truyền điện không dây là công nghệ truyền hình và radio cũ của chúng tôi, công nghệ này hoạt động bằng cách gửi sóng điện (RF) từ điểm này đến điểm khác mà không cần dây cáp, để truyền dữ liệu.

Khó khăn

Tuy nhiên, hạn chế đằng sau công nghệ này là nó không thể truyền sóng với dòng điện cao để công suất truyền trở nên có ý nghĩa và có thể sử dụng được ở phía nhận để tạo ra một tải điện tiềm năng.

Vấn đề này trở nên khó khăn vì lực cản của không khí có thể nằm trong khoảng hàng triệu mega Ohms và do đó cực kỳ khó xuyên qua.

Một rắc rối khác khiến việc di chuyển đường dài càng trở nên khó khăn hơn là tính khả thi của nguồn điện đến đích.

Nếu dòng điện truyền qua được phép phân tán theo một góc rộng, máy thu đích có thể không nhận được điện năng đã gửi và có thể chỉ thu được một phần nhỏ của nó, khiến hoạt động cực kỳ kém hiệu quả.

Tuy nhiên, truyền tải điện trong khoảng cách ngắn mà không cần dây dẫn trông dễ dàng hơn nhiều và đã được nhiều người thực hiện thành công, đơn giản bởi vì đối với khoảng cách ngắn, những hạn chế đã thảo luận ở trên không bao giờ trở thành vấn đề.

Đối với truyền tải điện không dây khoảng cách ngắn, điện trở không khí gặp phải nhỏ hơn nhiều, trong phạm vi vài 1000 meg ohm (hoặc thậm chí thấp hơn tùy thuộc vào mức độ gần) và việc truyền tải trở nên khả thi khá hiệu quả với sự kết hợp của dòng điện cao và Tân sô cao.

Có được phạm vi tối ưu

Để đạt được hiệu quả khoảng cách đến dòng điện tối ưu, tần số truyền dẫn trở thành thông số quan trọng nhất trong hoạt động.

Tần số cao hơn cho phép các khoảng cách lớn hơn được bao phủ hiệu quả hơn, và do đó đây là một yếu tố cần được tuân thủ khi tạo ra thiết bị truyền điện không dây.

Một thông số khác giúp việc truyền tải dễ dàng hơn là mức điện áp, điện áp cao hơn cho phép liên quan đến dòng điện thấp hơn và giữ cho thiết bị nhỏ gọn.

Bây giờ chúng ta hãy cố gắng nắm bắt khái niệm thông qua một mạch đơn giản được thiết lập:

Thiết lập mạch

Danh sách các bộ phận

R1 = 10 ohm
L1 = 9-0-9 vòng, tức là 18 vòng với vòi ở giữa sử dụng dây đồng siêu tráng men 30 SWG.
L2 = 18 vòng sử dụng 30 dây đồng tráng men SWG.
T1 = 2N2222
D1 ---- D4 = 1N4007
C1 = 100uF / 25V
3V = 2 ô AAA 1.5V mắc nối tiếp

Hình ảnh trên cho thấy một mạch truyền điện không dây đơn giản bao gồm giai đoạn phát ở bên trái và giai đoạn nhận ở phía bên phải của thiết kế.

Cả hai giai đoạn có thể được nhìn thấy tách biệt với một khoảng trống không khí đáng kể cho sự chuyển dịch điện năng dự kiến.

Làm thế nào nó hoạt động

Giai đoạn máy phát điện trông giống như một mạch dao động được thực hiện thông qua một mạch mạng phản hồi qua bóng bán dẫn NPN và cuộn cảm.

Vâng, đúng vậy, máy phát thực sự là một giai đoạn dao động hoạt động theo cách kéo đẩy để tạo ra một dòng điện tần số cao dao động trong cuộn dây liên kết (L1).

Dòng điện cao tần cảm ứng tạo ra một lượng sóng điện từ tương ứng xung quanh cuộn dây.

Ở tần số cao, trường điện từ này có thể xé toạc khe hở không khí xung quanh nó và vươn tới một khoảng cách cho phép tùy thuộc vào định mức hiện tại của nó.

Giai đoạn máy thu có thể được nhìn thấy chỉ bao gồm một cuộn cảm bổ sung L2 khá giống với L1, có vai trò duy nhất là nhận sóng điện từ đã truyền và chuyển nó trở lại hiệu điện thế hoặc điện năng mặc dù ở mức công suất thấp hơn do liên quan đến quá trình truyền. tổn thất qua không khí.

Các sóng điện từ tạo ra từ L1 được bức xạ ra xung quanh, và L2 ở đâu đó trên đường thẳng sẽ bị các sóng EM này đánh trúng. Khi điều này xảy ra, các electron bên trong dây L2 buộc phải dao động với cùng tốc độ với sóng EM, điều này cuối cùng cũng dẫn đến một dòng điện cảm ứng qua L2.

Điện được chỉnh lưu và lọc thích hợp bởi bộ chỉnh lưu cầu được kết nối và C1 tạo thành đầu ra DC tương đương trên các đầu cuối đầu ra được hiển thị.

Trên thực tế, nếu chúng ta xem xét kỹ nguyên lý hoạt động của truyền điện không dây, chúng ta thấy nó không có gì mới ngoài công nghệ biến áp cũ kỹ mà chúng ta thường sử dụng trong các bộ nguồn, thiết bị SMPS, v.v.

Sự khác biệt duy nhất là không có lõi mà chúng ta thường thấy trong các máy biến áp cung cấp điện thông thường của chúng ta. Phần cốt lõi giúp tối đa hóa (tập trung) quá trình truyền tải điện năng và tạo ra tổn thất tối thiểu, do đó làm tăng hiệu suất lên rất nhiều

Lựa chọn lõi cuộn cảm

Lõi cũng cho phép sử dụng các tần số tương đối thấp hơn cho quy trình, chính xác là khoảng 50 đến 100 Hz đối với máy biến áp lõi sắt trong khi trong phạm vi 100kHz đối với máy biến áp lõi ferit.

Tuy nhiên, trong bài viết được đề xuất của chúng tôi liên quan đến chức năng truyền điện không dây như thế nào, vì hai phần cần hoàn toàn cách biệt với nhau, việc sử dụng lõi trở nên khó hiểu và hệ thống buộc phải hoạt động mà không cần đến lõi hỗ trợ.

Nếu không có lõi, điều cần thiết là phải sử dụng tần số tương đối cao hơn và dòng điện cũng cao hơn để quá trình truyền có thể bắt đầu, điều này có thể phụ thuộc trực tiếp vào khoảng cách giữa các khâu truyền và nhận.

Tóm tắt khái niệm

Tóm lại, từ cuộc thảo luận trên, chúng ta có thể giả định rằng để thực hiện truyền tải điện tối ưu qua không khí, chúng ta cần có các thông số sau trong thiết kế:

Tỷ lệ cuộn dây phù hợp chính xác đối với cảm ứng điện áp dự định.

Tần số cao theo thứ tự từ 200kHz đến 500kHz hoặc cao hơn đối với cuộn dây máy phát.

Và một dòng điện cao cho cuộn dây máy phát, tùy thuộc vào khoảng cách mà các sóng điện từ bức xạ cần truyền đi.

Để biết thêm thông tin về cách truyền không dây hoạt động, vui lòng bình luận.




Trước: Mạch kiểm tra CDI cho ô tô Tiếp theo: Mạch sạc điện thoại di động không dây