В работе описываются способы передачи электроэнергии на расстоянии, дается описание создания устройства по передаче электрической энергии без проводов и ход экспериментов с этим устройством.

     


 Передача электрической энергии осуществляется с помощью проводов. Это воздушные линии электропередач и кабели, которые при повреждении создают кучу проблем. Главная проблема – это когда электроэнергия перестаёт поступать в дома и люди сидят без света, а некоторые и без тепла. При передаче электроэнергии значительная её часть теряется. Ещё для сооружения и обслуживания воздушных и кабельных линий требуется содержать целый штат персонала. Кроме того, из-за повреждения воздушных линий электропередач гибнут люди и возникают пожары.

И у меня возникли вопросы:

  • Как может передаваться электроэнергия на расстоянии?
  • Как снизить потери электроэнергии при передаче?
  • Можно ли передавать электроэнергию без проводов?

Объект исследования: Электрическая энергия.

Предмет исследования: Способ передачи электрической энергии.

Цель данной работы: Создать устройство, которое передавало бы электрическую энергию без проводов.

Задачи: 1. Изучить способы передачи электроэнергии на расстоянии;

2.Создать модель источника энергии;

3.Провести эксперименты по передаче энергии без проводов.

Методы исследования:

1.Изучение литературы.

2.Проведение опытов по передаче электроэнергии.

3.Консультации у специалистов.

4.Анализ результатов, сравнение полученных данных.

Гипотеза: Возможно создать устройство для передачи электроэнергии без проводов.

        Мы живём в мире, в котором человек не может существовать без работы. Это относится не только к зарабатыванию денег, но, в первую очередь – к совершению каких-то движений. Энергия это мера возможности совершить работу. Энергия и работа связанные между собой понятия иединицей для их измерения служит Джоуль [Дж]. В повседневной жизни мы наблюдаем непрерывное перетекание энергии из одного вида в другие. Подбросив мяч, мы сообщаем ему кинетическую энергию, поднявшись на некоторую высоту, он приобретает потенциальную энергию, в момент удара о землю мяч подобно пружине сжимается, приобретая потенциальную энергию деформации, и т.д. Существует очень большое многообразие видов энергии: механическая, химическая, тепловая, электрическая, энергия атомного взрыва. Наиболее удобной является электрическая энергия, так как её легко можно преобразовать в другие виды энергии, необходимые человеку.

Сейчас наука об электричестве определяет сущность электричества или электрического тока следующим образом. Все вещества состоят из молекул, содержащих в себе атомы, которые в свою очередь состоят из ядер и вращающихся вокруг них электронов. При различных химических реакциях электроны переходят от одних атомов к другим, а потому возможно, что атомы какого-то вещества испытывают недостаток в электронах, а атомы другого имеют их избыток.

       Это вещества, имеющие разноименные заряды. В случае их контакта электроны будут стремиться перейти из одного вещества в другое, перемещение электронов и будет представлять собой электрический ток. Очевидно, что электроны движутся туда, где их не хватает. Чтобы разобраться раз и навсегда с тем, как именовать заряды, принято: ток движется от минуса к плюсу, то есть вещество, у которого не хватает электронов, имеет положительный заряд, а вещество, у которого избыток электронов, – отрицательный. Также принято называть контакт, имеющий положительный заряд, нулем, имеющий отрицательный заряд – фазой.

         Мы с отцом решили провести несколько опытов по передаче электрической энергии. Первый опыт был связан с проводной передачей энергии: мы взяли обыкновенную лампочку и подключили её к источнику питании, в качестве которого была батарейка. При соединении проводовлампочка загорелась. Это значит,что по проводам потёк ток и электрическая энергияпревратилась в световую – нить лампочки стала давать свет.

         Второй опыт был связан с передачей энергии микроволнами. Мы с отцом взяли лампочку на 40 Вт и поместили её в микроволновую печь. После пары секунд лампочка загорелась. Она горела настолькоярко, что можно было подумать, что мощность лампы 100 Вт, и дажебольше. После 10 секунд наша лампочка взорвалась. Но, самоеудивительное, что между контактами лампы, где была нить, загореласьэлектрическая дуга. Передача энергии с помощью микроволн имеет следующие недостатки:

  • влияние на окружающие тела, в том числе на живые организмы;
  • необходимо точно согласовывать мощность передатчика и приёмника.

Поэтому передача энергии с помощью микроволн имеет очень узкую область применения.

       Затем мы решили передать электрическую энергию с помощью света.

Мы взяли светильник с солнечной панелью и мощный фонарик, который служил источником света. При облучении солнечной панели фонариком светодиод, подключённый к панели, загорался. Недостатки такого способа передачи энергии:

  • необходимость прямой видимости приёмника и передатчика;
  • низкий коэффициент полезного действия, в нашем случае она не превысила 10 %.

       Следующий опыт мы решили провести с трансформатором Тесла. Такой трансформатор мы собрали вместе со студентами Национального института ядерных исследований. Конечно, основную роль выполняли Роман и Илья, но мы с братом, чем могли, помогали им в сборке этого устройства.

       Принцип работы Трансформатора Тесла. Трансформатор Тесла состоит из двух обмоток – первичной и вторичной (их чаще называют “первичка” и “вторичка”) (рис. 2). К первичной обмотке подводится переменное напряжение и она создает магнитное поле. При помощи этого поля энергия из первичной обмотки передается во вторичную. Вторичная обмотка вместе с собственной паразитной емкостью образуют колебательный контур, который накапливает переданную ему энергию. Часть времени вся энергия в колебательном контуре храниться в виде напряжения. Таким образом, чем больше энергии мы вкачаем в контур, тем больше напряжения получим.

         После того, как мы собрали трансформатор Тесла, были проведены несколько экспериментов. Мы размещали люминесцентную лампочку около трансформатора и лампочка начинала гореть. При размещении около трансформатора других потребителей энергии они также начинали функционировать (вентилятор, лампа накаливания). Эффективность передачи энергии составляет примерно 50-60 %, то есть трансформатор потребляет около 100 Вт, а лампа, которая горит на 60 Вт. Кроме того, что трансформатор Тесла может передавать электроэнергию, он ещё излучает очень красивые разряды. Таким образом, передача электроэнергии без проводов с помощью резонансного трансформатора имеет лучшие показатели эффективности.

         В нашу эпоху беспроводными устройствами никого не удивишь. Но у всех портативных устройств есть ахиллесова пята – малый запас электроэнергии. Сегодня такая проблема как никогда актуальна.

        Уже сейчас с ростом населения, развитием технического прогресса и истощением природных ресурсов беспроводная передача энергии кажется одним из самых (если не самым) перспективных направлений развития технологий. К тому же это удобно. Можно не беспокоиться о емкости батареи ноутбука и наконец-то не волноваться о том, что аккумулятор телефона "сядет" в самый неподходящий момент.

         Таким образом, наша гипотеза подтвердилась: Возможно создать устройство для передачи электроэнергии без проводов.

Дальнейшая работа по беспроводной передаче энергии должна быть направлена на увеличении мощности передающего трансформатора, а также увеличение коэффициента полезного действия и дальности передачи.

Список источников:

1.Энциклопедический словарь.

2.Стребков Д.С. «Передача электрической энергии без металлических проводов»

3.Интернет ресурсы

3.1.http://ru.wikipedia.org

3.2.http://www.bugaga.ru/news/1146700385-peredacha_jenergii_bez_provodov__realnost.html

3.3.http://alsitez.ucoz.ru/publ/peredacha_ehlektricheskoj_ehnergii_bez_provodov/1-1-0-2

3.4.http://www.xard.ru/post/17127/

3.5.http://be.sci-lib.com/article078059.html

3.6.http://electrono.ru/elektricheskaya-cep-i-ee-osnov...

100
Подписка на новости
Контакты

Адрес: г. Екатеринбург, ул. Мамина-Сибиряка 145, к. 1119 (на карте)

Тел.: +7 (343) 355-93-88

info@cosmoport.club