طريقة الرنين لنقل لاسلكية للطاقة الكهربائية بواسطة نيكولا تسلا

في بداية القرن العشرين ، طور العالم نيكولا تيسلا ، وهو مواطن من كرواتيا ، ثم كان يعمل في نيويورك ، طريقة مبتكرة لنقل الطاقة الكهربائية عبر مسافات طويلة دون أسلاك ، باستخدام ظاهرة الرنين الكهربائي، الدراسة التي توليها العلماء ثم اهتماما خاصا. قبل ذلك ، كان قد درس بالفعل إمكانات التيار المتناوب بشكل كافٍ ، وفهم بوضوح الآفاق التقنية لتطبيقه ، لكن الخطوة المهمة التالية كانت في المقدمة - نظام نقل الطاقة اللاسلكية.

وفقًا للعالم ، في مثل هذا النظام لنقل الطاقة الكهربائية ، كان كوكب الأرض بمثابة موصل كهربائي ، حيث يمكن تحفيز الموجات الدائمة باستخدام المذبذبات الكهربائية (الأنظمة التذبذبية الكهربائية). توصلت تسلا إلى هذا الاستنتاج من خلال رصد الاضطرابات الكهربائية التي تنتشر على سطح الأرض بعد تصريف البرق أثناء عاصفة رعدية.

سجلت تسلا بأدواته أن الطول الموجي الناتج عن تصريف البرق يتراوح بين 25 و 70 كم ، وأن هذه الموجات تنتشر في جميع اتجاهات الكرة الأرضية. ليس ذلك فحسب ، فقد أدرك العالم أن هذه الموجات لا تنتشر فقط إلى الأجزاء النائية من الكوكب ، بل تنعكس أيضًا من هناك ، وأن طول الموجة يرتبط ارتباطًا مباشرًا بحجم الكرة الأرضية.

قررت تسلا أنه من خلال خلق مثل هذه الاضطرابات الكهربائية بشكل مصطنع ، يمكن نقل الطاقة الكهربائية في جميع اتجاهات الكوكب باستخدام هذه الخاصية. ومع ذلك ، على الرغم من فهم العملية المرصودة ، أصبح التنفيذ التقني بمثابة تحد هندسي معقد.

كان من الضروري ضمان سرعة عالية لنقل الكهرباء إلى الأرض ، كما يحدث في الظروف الطبيعية ، لأن حجم الكوكب هائل ، وإمكانات المجرب تبدو مجرد غبار مقارنة بقدرات الطبيعة.

ولكن ، من خلال تحسين دوائر التزويد بالطاقة الخاصة بمذبذباته ، وإجراء الأبحاث في المختبر ، توصل Tesla أخيرًا إلى حل ، وهو يفهم فجأة كيفية خلق اضطرابات كهربائية قوية في الأرض حتى لا يكون معدل التزويد بالطاقة أدنى من التذبذبات الطبيعية.

إذا كان الملف متعدد الأدوار بطول السلك يساوي ربع الطول الموجي للتذبذبات التي أثارها المذبذب يكون مؤسس بشكل جيد للغاية ويتم تطبيق التذبذبات على الملف ، فستحدث تذبذبات أقصى قوة في هذا الملف المؤرض وستكون الحركة عند نقطة الأرض ممكنة إلى أقصى حد ممكن الرنين.

إذا كان الناتج الثاني من هذا الملف الأرضي متصلاً بجسم معدني ذي انحناء كافٍ بحيث لا تتسرب الشحنة إلى الغلاف الجوي ، فضلاً عن سعة كهربائية مناسبة ، وترفع هذا الكائن إلى ارتفاع كافٍ ، فإن الشحنة في هذه النقطة العليا ستكون الحد الأقصى الممكن ، لأنه سيكون هناك سلك قائم في السلك موجة كهربائية ، تكون العقدة عند نقطة التأريض ، والعين المضاد - في الطرف الآخر من الملف المرتفع إلى ارتفاع. لذلك ، بتجربة دارة رنين مؤرضة ، تمكن العالم من تحقيق حركة الكهرباء عبر النظام بسرعة تفوق البرق الطبيعي.

كان مستقبِل هذه الطاقة عبارة عن محوِّل للهواء (بدون غلاف) ، وكان لفه الأساسي هو نفسه لفائف الإرسال ، التي تقع أيضًا عموديًا ، وكان أيضًا طرفًا معدنيًا مرفوعًا ، وتم تأريضه أيضًا ، وكان الملف الثانوي يتكون من عدة لفات من سلك سميك نسبيًا تقع بالقرب من نهاية أسس لفيفة الأوليةوخدم لتوفير الطاقة للمستهلك.

تتمثل إحدى الخطوات في تحسين المستقبل في تطوير نوع من المقوم المتزامن ، والذي يتكون من مفتاح دوار ، والغرض منه هو شحن المكثف عند إخراج ملف الاستقبال ، مما زاد من كفاءة استخدام الطاقة المستقبلة من جهاز الإرسال.

انظر أيضا في هذا الموضوع:الجهاز ومبدأ تشغيل محول تسلا

لاحظ تسلا خاصة في مقالاته أن طريقة انتقاله اللاسلكي للطاقة الكهربائية تعتمد على التوصيلية وليس على الإشعاع. إذا كان النظام يعتمد على الإشعاع ، فسيكون من المستحيل نقل أي كمية كبيرة من الطاقة إلى مسافة بعيدة.

تم نقل الطاقة في نظام تسلا عبر الأرض ، وتفاعلت المحطات المرتفعة ، المشحونة بالكهرباء عالية الفولتية ، بفضل التوصيل الكهربائي لطبقات الهواء ، وكانت الطاقة المرسلة متاحة عمليًا في أي مكان على الكوكب بسبب الرنين الكهربائي.

تمكن تسلا من إظهار ذلك عندما تمكن من إضاءة 200 مصباح على مسافة 40 كم من جهاز الإرسال. لم تنتقل الطاقة عن طريق الإشعاع ، تم تجديدها عمليا في جهاز الاستقبال. ادعى العالم أنه بعد تطوير تقنيته ، سيكون من الممكن استقبال الطاقة الكهربائية لاسلكيًا بأي كمية مطلوبة في أي مكان في العالم.

اقرأ أيضا:الكهرباء في الغلاف الجوي كمصدر جديد للطاقة البديلة