Корейцы научились передавать электричество по воздуху. Передача электроэнергии по воздуху

Электричество без проводов (42 км.)

Концепция передачи электроэнергии на расстояние.

Как это происходит?

 

Всем известно, что Никола Тесла является изобретателем таких повсеместно используемых вещей как переменный ток и трансформатор. Но далеко не все ученые знакомы с другими изобретениями Теслы.

Мы используем переменный ток. Мы используем трансформаторы. В любой квартире. Трудно представить как можно обходиться без этих изобретений. Но КАК мы их используем? Тесла использовал эти известные нам (как нам кажется) вещи совсем по-другому. Как мы подключаем любой электроприбор в сеть? Вилкой - т.е. двумя проводниками. Если мы подключим только один проводник, тока не будет - цепь не замкнута.

Тесла демонстрировал эффект передачи мощности по одному проводнику. Более того, в других экспериментах он передавал мощность вообще без проводов. Великий изобретатель смог в конце XIX века передать без проводов электрическую энергию на расстояние свыше 40 километров. Поскольку этот широко известный эксперимент Теслы до сих пор не повторен, нашим читателям наверняка будут интересны подробности этой истории, а также современное состояние проблемы передачи электрической энергии без проводов.

 Биография американского изобретателя, серба по происхождению, Николы Теслы достаточно известна, и мы на ней останавливаться не будем. Но сразу уточним: прежде чем продемонстрировать свой уникальный эксперимент, Тесла, сначала в 1892 году в Лондоне, а через год в Филадельфии, в присутствии специалистов продемонстрировал возможность передачи электрической энергии по одному проводу, не используя при этом заземления второго полюса источника энергии.

И тогда же у него возникла идея использовать в качестве этого единственного провода... Землю! И в этом же году на съезде ассоциации электрического освещения в Сант-Льюисе он продемонстрировал электрические лампы, горящие без подводящих проводов, и работающий без подключения к электрической сети электромотор. Эту необычную экспозицию он прокомментировал следующим образом: «Несколько слов об идее, постоянно занимающей мои мысли и касающейся всех нас. Я имею в виду передачу сигналов, а также и энергии на любое расстояние без проводов. Мы уже знаем, что электрические колебания могут передаваться по единственному проводнику. Почему же не воспользоваться для этой цели Землей? Если мы сможем установить период колебаний электрического заряда Земли при его возмущении, связанном с действием противоположно заряженной цепи, это будет фактом чрезвычайной важности, который послужит на благо всего человечества».

 Увидя столь эффектную демонстрацию, такие известные олигархи, как Дж. Вестингауз и Дж. П. Морган, вложили в это перспективное дело свыше миллиона долларов, купив у Теслы его патенты (громадные, кстати, по тем временам деньги!). На эти средства в конце 90-х годов XIX века Тесла сооружает в Колорадо-Спрингс свою уникальную лабораторию. Подробные сведения об экспериментах в лаборатории Теслы изложены в книге его биографа Джона О’Нейла «Электрический Прометей» (в нашей стране ее перевод был опубликован в журнале «Изобретатель и рационализатор» №4-11 за 1979 год). Приведем здесь лишь краткую выдержку из нее, чтобы не ссылаться на более поздние перепечатки: «В Колорадо-Спрингс Тесла провел первые испытания беспроводной передачи электроэнергии. Он смог питать током, извлекаемым из Земли во время работы гигантского вибратора, 200 электрических лампочек накаливания, расположенных на расстоянии 42 километа от его лаборатории. Мощность каждой составляла 50 ватт, так что суммарный расход энергии составлял 10 кВт, или 13 л.с. Тесла был убежден, что с помощью более мощного вибратора он смог бы зажечь дюжину электрических гирлянд по 200 лампочек в каждой, разбросанных по всему земному шару».

Самого же Теслу настолько вдохновили успехи этих экспериментов, что он заявил в широкой печати, что намерен осветить Всемирную промышленную выставку в Париже, которую предполагалось провести в 1903 году, энергией электростанции, расположенной на Ниагарском водопаде и переданной в Париж без проводов. Известно по многочисленным фотографиям и описаниям очевидцев и помощников изобретателя, что представлял собой генератор энергии, передаваемой на 42 километра без проводов (правда, это чисто журналистский термин: один провод, в качестве которого выступала Земля, в этой цепи присутствует, и об этом прямо говорят и сам Тесла, и его биограф).

 То, что Тесла называл вибратором, было гигантским трансформатором его системы, имевшим первичную обмотку из нескольких витков толстого провода, намотанных на ограде диаметром 25 метров, и размещенную внутри нее многовитковую однослойную вторичную обмотку на цилиндре из диэлектрика. Первичная обмотка вместе с конденсатором, индукционной катушкой и искровым промежутком образовывала колебательный контур-преобразователь частоты. Над трансформатором, располагавшимся в центре лаборатории, возвышалась деревянная башня высотой 60 метров, увенчанная большим медным шаром. Один конец вторичной обмотки трансформатора соединялся с этим шаром, другой - заземлялся. Все устройство питалось от отдельной динамо-машины мощностью 300 л.с. В нем возбуждались электромагнитные колебания частотой 150 килогерц (длина волны 2000 метров). Рабочее напряжение в высоковольтной цепи составляло 30 000 В, а резонирующий потенциал шара достигал 100 000 000 В, порождая искусственные молнии длиной в десятки метров! Вот как объясняет работу вибратора Теслы его биограф: «В сущности, Тесла «накачивал» в Землю и извлекал оттуда поток электронов. Частота накачки составляла 150 кГц. Распространяясь концентрическими кругами все дальше от Колорадо-Спрингс, электрические волны сходились затем в диаметрально противоположной точке Земли. Там вздымались и опадали волны большой амплитуды в унисон с поднятыми в Колорадо. Опадая, такая волна посылала электрическое эхо обратно в Колорадо, где электрический вибратор усиливал волну, и она мчалась обратно.

Если привести всю Землю в состояние электрической вибрации, то в каждой точке ее поверхности мы будем обеспечены энергией. Ее можно будет улавливать из мечущихся между электрическими полюсами волн простыми устройствами наподобие колебательных контуров в радиоприемниках, только заземленными и снабженными небольшими антеннами высотой с сельский коттедж. Эта энергия будет обогревать дома и освещать их с помощью трубчатых ламп Теслы, не требующих проводов. Для электромоторов переменного тока понадобились бы только преобразователи частоты».

 Сведения об экспериментах Теслы по передаче электроэнергии без проводов вдохновили и других исследователей на работы в этой области. Сообщения об аналогичных экспериментах часто появлялись в печати в начале прошлого века. Стоит привести в связи с этим выдержку из статьи A.M. Горького «Беседы о ремесле», опубликованной в 1930 году: «В текущем году Маркони передал по воздуху электроток из Генуи в Австралию и зажег там электрические лампы на выставке в Сиднее. Это же было сделано 27 лет тому назад у нас, в России, литератором и ученым М.М. Филипповым, который несколько лет работал над передачей электротока по воздуху и в конце концов зажег из Петербурга люстру в Царском Селе (то есть на расстоянии 27 километров. -В.П.). Тогда на этот факт не было обращено должного внимания, но Филиппова через несколько дней нашли мертвым в своей квартире, а аппараты и бумаги его конфисковала полиция».  

Эксперименты Теслы произвели большое впечатление и на другого литератора - Алексея Толстого, бывшего инженером по образованию. А когда Тесла, а затем и Маркони сообщили в печати, что их аппараты принимают странные сигналы внеземного, по-видимому, марсианского происхождения, это вдохновило писателя на написание фантастического романа «Аэлита». В романе марсиане пользуются изобретением Теслы и без проводов передают энергию от расположенных на полюсах Марса электростанций в любую точку планеты. Эта энергия приводит в действие двигатели летающих судов и другие механизмы. Однако построить свою «мировую систему» для обеспечения электроэнергией населения земного шара без использования проводов Тесле не удалось.

 Как только в 1900 году он начал возводить на острове Лонг-Айленд под Нью-Йорком научно-исследовательскую лабораторию-городок на 2000 сотрудников и громадную металлическую башню с гигантской медной тарелкой на верхушке, спохватились и «проводные» электрические олигархи: ведь повсеместное внедрение системы Теслы грозило им разорением.Башня «Уорденклиф» (1902)

На миллиардера Дж.П. Моргана, финансировавшего строительство, последовал жестокий нажим, в том числе и от подкупленных конкурентами правительственных чиновников.(или было наоборот) Начались перебои с поставками оборудования, строительство застопорилось, а когда Морган под этим нажимом прекратил финансирование, и вовсе прекратилось. В начале Первой мировой войны, по наущению тех же конкурентов, правительство США распорядилось взорвать уже готовую башню под надуманным предлогом, что ее могут использовать в целях шпионажа.

 Ну а затем электротехника пошла привычным путем.

 Долгое время никто не мог повторить эксперименты Теслы хотя бы потому, что потребовалось бы создать аналогичную по размерам и мощности установку. Но в том, что Тесле удалось найти способ передачи электрической энергии на расстояние без проводов, более ста лет назад никто не сомневался. Авторитет Теслы, имевшего рейтинг второго после Эдисона изобретателя, во всем мире был достаточно высок, а его вклад в развитие электротехники переменного тока (в пику Эдисону, ратовавшему за постоянный ток) несомненен. При его экспериментах присутствовало много специалистов, не считая прессы, и никто никогда не пытался уличить его в каких-либо фокусах или подтасовке фактов. О высоком авторитете Теслы свидетельствует и название его именем единицы напряженности магнитного поля. Вот только вывод Теслы о том, что во время эксперимента в Колорадо-Спрингс энергия была передана на расстояние 42 километра с к.п.д., равным около 90%, слишком оптимистичен. Напомним, что общая мощность зажженных на расстоянии ламп составляла 10 кВт, или 13 л.с., в то время как мощность динамо-машины, питавшей вибратор, достигала 300 л.с. То есть можно говорить о к.п.д. всего лишь порядка 4-5%, хотя и эта цифра поразительна. Физическое обоснование экспериментов Теслы по беспроводной передаче электроэнергии до сих пор волнует многих специалистов.www.elec.ru/news/2003/03/14/1047627665.html

Специалисты Массачусетского технологического института сумели заставить гореть лампу накаливания, находящуюся на расстоянии 2-х метров от источника энергии.  rus.newsru.ua/world/08jun2007/tesla.html

Беспроводные зарядники от Intel odessabuy.com/news/item-402.html

 "Аргументы и факты" №52, 2008 (24-30 декабря):НАУКА - Электричество без проводов. Говорят, что американские ученые сумели передать без проводов электроэнергию мощностью 800 Вт.Комментарий АиФ: Мы можем передавать без проводов не 800 ватт, а 100 киловатт и не на пять метров, а на любое расстояние - хоть на Луну, - сообщил «АиФ» Дмитрий Стребков, директор Института электрификации сельского хозяйства, профессор, академик РАСХН. - Мы получили патенты на эти разработки. Так же как на троллейбус без «усиков», который черпает энергию из-под асфальта. В отличие от американцев, которые используют сверхвысокие частоты, мы применяем частоты низкие, безопасные для человека. Но внедрение наших разработок тормозится из-за плохого финансирования».www.electrik.org/forum/lofiversion/index.php/t11903.html

Найти подробные работы Стребкова не смог, только этот материал www.uvao.ru/prom.phtml

 

kpe-da.livejournal.com

Корейцы научились передавать электричество по воздуху

Корейские ученые заявили об успешном тестировании новой технологии беспроводной передачи электроэнергии на железной дороге. Технология– OLEV может совершить переворот в электрическом транспорте.

OLEV (On-line Electric Vehicle), результат совместной разработки Корейского ведущего научно-технического института (KAIST) и Корейского железнодорожного исследовательского института (KRRI) – пример «чистого» электрического транспорта, не нуждающегося в наличии проводов.

Используя уникальную бесконтактную магнитную систему, новинка получает энергию от энергетических полос, спрятанных под поверхностью дороги. Подзаряжаться транспорт может прямо на ходу, что позволяет избежать дополнительных остановок и оборудования места для зарядки.

Маршрут OLEV поделен на отрезки, и лишь некоторые из них оборудованы зарядными полосами под поверхностью. Специальное оборудование, установленное в нижней части транспортного средства, собирает электричество с дороги и использует его для питания двигателя либо для зарядки батарей, которые включаются на участках без магнитного покрытия. Такой механизм обеспечивает электромагнитную безопасность пешеходов и владельцев автомобилей, вынужденных пересекать «пути» OLEV.

Путь от концепта OLEV до коммерческого релиза занял три года. Ранний прототип работал на частоте 20 кГц и справлялся с нагрузкой 100 кВт – этого было достаточно для питания городского автобуса или трамвая. Этап доработки включал задачи повышения эффективности, увеличения дистанции передачи энергии до 20 см и приведения параметров в соответствие с местными нормативами.

Испытания проводилось на станции Osong. По словам ученых, система беспроводной подачи энергии отличается стабильной мощностью 180 кВт и частотой 60 кГц. В настоящее время ученым удалось доказать, что данная технология может быть применена не только на железной дороге. По словам специалистов KRRI и KAIST в мае появятся новые трамваи, а в сентябре высокоскоростные поезда.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Одноклассники

mirfactov.com

Уникальная эффективная система передачи энергии по воздуху | Электротранспорт

Беспроводные устройства для зарядки аккумуляторных батарей электрических автомобилей, предназначенные для установки в гаражах и парковках, уже были представлены компанией Siemens. Однако они лишь повышают удобство практического использования электрического автомобиля, но не способны побороть главный его недостаток – малый запас хода. Радикальным решением данной проблемы является подпитка электромобилей во время движения с использованием уникальной системы.

Инженерами и физиками была создана специальная компьютерная модель, которая детально описывает систему передачи электрической энергии без использования проводов от поверхности дороги к электромобилю, находящемуся в движении. Проведенные исследование однозначно указывают на работоспособность предложенной схемы, а также позволили создать оптимальный и рациональный дизайн размещения ее узлов.

Уникальную дорогу, которая могла бы самостоятельно подпитывать автомобили с электрической силовой установкой, создал вместе со своими коллегами из Стэндфордского университета Shanhui Fan (Шаньхуэй Фань).

Авторы устройства решили, что для эффективной зарядки батарей электромобиля, который движется с приличной скоростью по загородной трассе, необходимо использовать систему, способную передать 10 кВт электрической энергии на расстояние до двух метров.

Очевидно, что для преодоления ускорений и подъемов будет необходимо получать дополнительное питание от аккумуляторных батарей. Вместе с тем, цепочка передатчиков электричества под асфальтом могла бы придать электрическому автостроению новое дыхание.

Потенциальная возможность совершения длительного безостановочного движения на электрическом автомобиле делает данную концепцию замечательной, поэтому проект никогда не испытывал особенных трудностей в финансовом обеспечении. Более того, двигаясь длительное время на электрическом автомобиле по специальной дороге вы не только не израсходуете запас аккумуляторных батарей, но и сможете пополнить его.

Так или иначе, справедливым будет пояснить, что сама идея беспроводной передачи энергии для зарядки аккумуляторных батарей электрических автомобилей уже долгое время рассматривается учеными, как перспективная, однако практической реализации она пока не получила. Лучших результатов на этом поприще добились корейцы, представившие свою систему OLEV.

Однако корейская разработка имеет существенный недостаток – система ориентирована на зарядку автомобиля, движущегося с низкой скоростью. Именно поэтому система дебютировала в развлекательном парке, а не на реальной дороге. Использовать преимущества корейской системы в условиях города можно лишь на перекрестках, у лежачих полицейских и так далее, то есть в местах, где автомобиль вынужден медленно двигаться.

Новаторы из Стэнфорда посчитали, что современного развития технологий вполне достаточно для реализации передачи электричества на электромобили, движущиеся с довольно высокой скоростью.

Видение ведущего ученого заключается в возможности свободной поездки на большие расстояния с использованием экологически безопасного и энергетически эффективного электромобиля. Более того, он убежден, что крупномасштабное развертывание системы затронет не только реконструкцию автомобильных дорог, но также может быть использовано за пределами транспорта.

Дистанционную передачу электрической энергии на борт автомобиля предлагается осуществлять за счет использования технологии резонансной магнитной связи. Данная схема предусматривает передачу энергии осциллирующим магнитным полем, которое возникает между двумя катушками, работающими на определенной частоте.

Данный метод нечто большее, чем банальный трансформатор или сочетание приемника и электромагнитного излучателя. Поток, передаваемый таким методом, может восприниматься только точно настроенной катушкой.

Еще в далеком две тысячи седьмом году учеными из Массачусетского технологического института было осуществлено дистанционное питание электрической энергией шестидесяти ваттной лампы с использованием данного метода на расстоянии более двух метров. Данный проект позднее вылился в рождение WiTricity – компании, занимающейся внедрением и разработкой бытовых систем, подразумевающих беспроводную передачу электрической энергии. Приемниками энергии могут быть как бытовые приборы, так и электрические автомобили, припаркованные у дома.

В новой работе физиками были рассмотрены варианты возможной взаимной ориентации передающих и приемных катушек, а также была произведена интеграция в схему металлических пластин. Данные пластины непосредственным образом влияют на режим работы обмоток, связанных магнитным резонатором, благодаря чему позволяет значительно сократить ненужные потери передаваемой энергии.

Согласно результата, полученного исследователями, при частоте изменения поля передачи в 10 МГц при соблюдении физических размеров катушек в диапазоне 0.6-0.8 метров, эффективность установки превышает девяноста семь процентов при передаче энергии на расстояние два метра.

Система OLEV, ранее упоминаемая в статье, при лучшем стечении обстоятельств обеспечивает лишь восемьдесят процентов эффективности, что достижимо лишь при поддержании чрезвычайно малого зазора между приемником и передатчиком. На практике же эффективность системы не превышает семидесяти четырех процентов.

Стэндфордские ученые уже подали заявку на получение патента и намерены серьезно заняться развитием и оптимизации разработанной системы. В ближайшие планы группы ученых входит строительство лабораторного прототипа системы, а в последующем – испытание системы передачи энергии по воздуху в реальных условиях. Еще предстоит большое количество исследований по выявлению влияния магнитно-резонансной передачи электрической энергии на организм человека и животных, а также электронику автомобиля, мобильные устройства и пластиковые карточки.

Сеть электромагнитных катушек, смонтированных в дорожное покрытие, может быть использована не только для эффективной передачи электрической энергии. При помощи специальных датчиков бортовой компьютер автомобиля способен следить за положением автомобиля на полосе движения и при необходимости позиционировать его строго по центру. Это пригодилось бы создателям систем автоматизированного вождения. {odnaknopka}

 

energycraft.org

Передача энергии лазером | Журнал Популярная Механика

К «лучам смерти» мы привыкли с детства, задолго до появления лазеров, еще с «Войны миров» и «Гиперболоида инженера Гарина». Военные мечтают поставить боевые лазеры на вооружение, чтобы уничтожать ракеты, дроны и спутники противника. Но они могут нести не смерть, а еще немного жизни — энергию.

Илья Ферапонтов

23 декабря 2016 12:00

«Беспилотники стали очень популярной темой. Для чего их только не пытаются использовать — они и пиццу развозят, и поле боя разведывают… При этом все вынуждены преодолевать главное препятствие — слишком краткое время полета. Мультикоптеры остаются в воздухе по 10−20 минут, на самых современных аккумуляторах — 25−30. Этого часто не хватает», — говорит инженер из РКК «Энергия» Виталий Капранов.

В самом деле, многим аппаратам требуется оставаться в воздухе часами, ведя мониторинг газопроводов или состояния железных дорог, аэрофотосъемку районов бедствий, охрану территорий, ретрансляцию радиосигнала. Для таких задач можно использовать беспилотники «самолетного типа» с двигателями внутреннего сгорания, но они не слишком маневренны и неспособны зависать в одной точке. Во многих случаях электрические квадрокоптеры удобнее, и их пользователи идут на разные ухищрения, чтобы продлить срок работы: возят дополнительные аккумуляторы или даже запасные дроны, чтобы быстро проводить замену, пока отработавший свое время аппарат остается на подзарядке.

Иван Мацак Инжененер РКК «Энергия» // Образование: МИФИ // Цели: провести эксперимент с передачей энергии на беспилотник, защитить диссертацию.

Отдельные модели беспилотников работают «на привязи», получая электроэнергию с земли. Однако провода тяжелые, их сдувает ветром вместе с самим беспилотником, и предел высоты для таких аппаратов редко превышает 200 м, высота 1 км уже недостижима. Предпринимаются попытки питать беспилотники по оптоволокну, отправляя наверх импульсы инфракрасного лазера. Оно вдесятеро легче металлического провода — но, увы, не предназначено для передачи больших мощностей и легко перегревается, что сильно усложняет дело.

Энергетическая «привязь» беспилотников неизбежна — но она может стать совсем невесомой и почти бесконечной, питая аппараты напрямую, чистым лазерным лучом. Такой проект разрабатывают Виталий Капранов, Иван Мацак и группа молодых инженеров из Комитета инновационных проектов (КИПМ) РКК «Энергия». «Наша технология может обеспечить круглосуточную работу беспилотников без необходимости подзарядки», — говорит Иван.

В отрыв

Вплоть до недавнего времени передача энергии с помощью лазеров не имела большого смысла: их КПД составлял всего 10−20%. С учетом потерь на передачу и преобразование световой энергии в электричество получателя достигало в лучшем случае нескольких процентов исходной мощности. Только в 2000-х годах ситуация начала меняться: появились инфракрасные лазеры с КПД до 40−50% и высокоэффективные фотоэлектрические модули на основе арсенида галлия, способные преобразовывать в электричество до 40%, а иногда — и до 70% энергии излучения.

Виталий Капранов: «Всерьез мешал только кузнечный цех: когда он начинал работать, луч переставал проходить из-за сильного задымления».

Это породило большую моду на создание автономных беспилотников, способных полностью обеспечивать собственные энергетические нужды от бортовых панелей солнечных батарей. Однако Солнце излучает в широком диапазоне волн, и панели приходится делать «универсальными», способными улавливать фотоны разной энергии. Лазерный луч позволяет работать намного ювелирнее: он имеет строго определенную частоту и позволяет заранее подобрать материал фотоэлемента так, чтобы фотоны именно этой длины волны выбивали из него максимальное количество электронов. Это повышает эффективность энергосистемы, снижает ее размеры и вес.

Проект, над которым работают Капранов, Мацак и их коллеги, использует для передачи энергии инфракрасные лазеры с двумя длинами волн — 808 и 1064 нм. 808-нанометровый луч ориентируется на фотоэлементы на базе арсенида галлия с эффективностью преобразования энергии до 40%. Но эта длина волны хороша лишь на малых дистанциях: уже при километровом удалении пучок вырастет в метровое размытое пятно. «С 1064 нм мы теряем 10% эффективности, но зато на километре луч дает пятно лишь в 3 см», — поясняет Капранов.

Зарядная станция с системой наведения может непрерывно снабжать беспилотник энергией, если он не улетает за пределы видимости либо если аппарат летает по определенному маршруту и подзаряжается в какой-то определенной точке своей траектории. При необходимости таким образом можно держать БПЛА в воздухе сутками, во многих случаях получая дешевую альтернативу космическому аппарату.

www.popmech.ru

Передача электроэнергии. Путь от электростанции к потребителю. Сокращение потерь при передаче электроэнергии.

Передача электроэнергии. Путь от электростанции к потребителю. Сокращение потерь при передаче электроэнергии.

Рассмотрим кратко систему электроснабжения, представляющую из себя группу электротехнических устройств для передачи, преобразования, распределения и потребления электрической энергии. Глава расширит кругозор тех, кто хочет научиться грамотно использовать домашнюю электросеть.

Снабжение электроэнергией осуществляется по стандартным схемам. Например, на рис. 1.4 представлена радиальная однолинейная схема электроснабжения для передачи электроэнергии от понижающей подстанции электростанции до потребителя электроэнергии напряжением 380 В.

От электростанции электроэнергия напряжением 110—750 кВ передается по линиям электропередач (ЛЭП) на главные или районные понижающие подстанции, на которых напряжение снижается до 6—35 кВ. От распределительных устройств это напряжение по воздушным или кабельным ЛЭП передается к трансформаторным подстанциям, расположенным в непосредственной близости от потребителей электрической энергии. На подстанции величина напряжения снижается до 380 В, и по воздушным или кабельным линиям электроэнергия поступает непосредственно к потребителю в доме. При этом линии имеют четвертый (нулевой) провод 0, позволяющий получить фазное напряжение 220 В, а также обеспечивать защиту электроустановок. Такая схема позволяет передать электроэнергию потребителю с наименьшими потерями. Поэтому на пути от электростанции к потребителям электроэнергия трансформируется с одного напряжения на другое. Упрощенный пример трансформации для небольшого участка энергосистемы показан на рис. 1.5. Зачем применяют высокое напряжение? Расчет сложен, но ответ прост. Для снижения потерь на нагрев проводов при передаче на большие расстояния.

Потери зависят от величины проходящего тока и диаметра проводника, а не приложенного напряжения.

Например:Допустим, что с электростанции в город, находящийся от нее на расстоянии 100 км, нужно передавать по одной линии 30 МВт. Из-за того, что провода линии имеют электрическое сопротивление, ток их нагревает. Эта теплота рассеивается и не может быть использована. Энергия, затрачиваемая на нагревание, представляет собой потери.

Свести потери к нулю невозможно. Но ограничить их необходимо. Поэтому допустимые потери нормируют, т. е. при расчете проводов линии и выборе ее напряжения исходят из того, чтобы потери не превышали, например, 10% полезной мощности, передаваемой по линии. В нашем примере это 0,1-30 МВт = 3 МВт.

Например:Если не применять трансформацию, т. е. передавать электроэнергию при напряжении 220 В, то для снижения потерь до заданного значения сечение проводов пришлось бы увеличить примерно до 10 м2. Диаметр такого «провода» превышает 3 м, а масса в пролете составляет сотни тонн.Применяя трансформацию, т. е. повышая напряжение в линии, а затем, снижая его вблизи расположения потребителей, пользуются другим способом снижения потерь: уменьшают ток в линии. Этот способ весьма эффективен, так как потери пропорциональны квадрату силы тока. Действительно, при повышении напряжения вдвое ток снижается вдвое, а потери уменьшаются в 4 раза. Если напряжение повысить в 100 раз, то потери снизятся в 100 во второй степени, т. е. в 10000 раз.

Например:В качестве иллюстрации эффективности повышения напряжения укажу, что по линии электропередачи трехфазного переменного тока напряжением 500 кВ передают 1000 МВт на 1000 км.

Линии электропередач

Электрические сети предназначены для передачи и распределения электроэнергии. Они состоят из совокупности подстанций и линий различных напряжений. При электростанциях строят повышающие трансформаторные подстанции, и по линиям электропередачи высокого напряжения передают электроэнергию на большие расстояния. В местах потребления сооружают понижающие трансформаторные подстанции.

Основу электрической сети составляют обычно подземные или воздушные линии электропередачи высокого напряжения. Линии, идущие от трансформаторной подстанции до вводно-распределительных устройств и от них до силовых распределительных пунктов и до групповых щитков, называют питающей сетью. Питающую сеть, как правило, составляют подземные кабельные линии низкого напряжения.

По принципу построения сети разделяются на разомкнутые и замкнутые. В разомкнутую сеть входят линии, идущие к электроприемникам или их группам и получающие питание с одной стороны. Разомкнутая сеть обладает некоторыми недостатками, заключающимися в том, что при аварии в любой точке сети питание всех потребителей за аварийным участком прекращается.

Замкнутая сеть может иметь один, два и более источников питания. Несмотря на ряд преимуществ, замкнутые сети пока не получили большого распространения. По месту прокладки сети бывают наружные и внутренние.

Способы выполнения линий электропередач

Каждому напряжению соответствуют определенные способы выполнения электропроводки. Это объясняется тем, что чем напряжение выше, тем труднее изолировать провода. Например, в квартирах, где напряжение 220 В, проводку выполняют проводами в резиновой или в пластмассовой изоляции. Эти провода просты по устройству и дешевы.

Несравненно сложнее устроен подземный кабель, рассчитанный на несколько киловольт и проложенный под землей между трансформаторами. Кроме повышенных требований к изоляции, он еще должен иметь повышенную механическую прочность и стойкость к коррозии.

Для непосредственного электроснабжения потребителей используются:

♦ воздушные или кабельные ЛЭП напряжением 6 (10) кВ для питания подстанций и высоковольтных потребителей;♦ кабельные ЛЭП напряжением 380/220 В для питания непосредственно низковольтных электроприемников. Для передачи на расстояние напряжения в десятки и сотни киловольт создаются воздушные линии электропередач. Провода высоко поднимаются над землей, в качестве изоляции используется воздух. Расстояния между проводами рассчитываются в зависимости от напряжения, которое планируется передавать. На рис. 1.6 изображены в одном масштабе опоры для воздушных линий электропередач напряжениями 500, 220, 110, 35 и 10 кВ. Заметьте, как увеличиваются размеры и усложняются конструкции с ростом рабочего напряжения!

Рис. 1.6. Опоры воздушных линий разных напряжений

Например: Опора линии напряжением 500 кВ имеет высоту семиэтажного дома. Высота подвеса проводов 27 м, расстояние между проводами 10,5 м, длина гирлянды изоляторов более 5 м. Высота опор для переходов через реки достигает 70 м. Рассмотрим варианты выполнения ЛЭП подробнее.

Воздушные ЛЭПОпределение.Воздушной линией электропередачи называют устройство для передачи или распределения электроэнергии по проводам, находящимся на открытом воздухе и прикрепленным при помощи траверс (кронштейнов), изоляторов и арматуры к опорам или инженерным сооружениям.

В соответствии с «Правилами устройства электроустановок» по напряжению воздушные линии делятся на две группы: напряжением до 1000 В и напряжением свыше 1000 В. Для каждой группы линий установлены технические требования их устройства.

Воздушные ЛЭП 10 (6) кВ находят наиболее широкое применение в сельской местности и в небольших городах. Это объясняется их меньшей стоимостью по сравнению с кабельными линиями, меньшей плотностью застройки и т. д.

Для проводки воздушных линий и сетей используют различные провода и тросы. Основное требование, предъявляемое к материалу проводов воздушных линий электропередачи, — малое электрическое сопротивление. Кроме того, материал, применяемый для изготовления проводов, должен обладать достаточной механической прочностью, быть устойчивым к действию влаги и находящихся в воздухе химических веществ.

В настоящее время чаще всего используют провода из алюминия и стали, что позволяет экономить дефицитные цветные металлы (медь) и снижать стоимость проводов. Медные провода применяют на специальных линиях. Алюминий обладает малой механической прочностью, что приводит к увеличению стрелы провеса и, соответственно, к увеличению высоты опор или уменьшению длины пролета. При передаче небольших мощностей электроэнергии на короткие расстояния применение находят стальные провода.

Для изоляции проводов и крепления их к опорам линий электропередач служат линейные изоляторы, которые наряду с электрической должны также обладать и достаточной механической прочностью. В зависимости от способа крепления на опоре различают изоляторы штыревые (их крепят на крюках или штырях) и подвесные (их собирают в гирлянду и крепят к опоре специальной арматурой).

Штыревые изоляторы применяют на линиях электропередач напряжением до 35 кВ. Маркируют их буквами, обозначающими конструкцию и назначение изолятора, и числами, указывающими рабочее напряжение. На воздушных линиях 400 В используют штыревые изоляторы ТФ, ШС, ШФ. Буквы в условных обозначениях изоляторов обозначают следующее: Т — телеграфный; Ф — фарфоровый; С — стеклянный; ШС — штыревой стеклянный; ШФ — штыревой фарфоровый.

Штыревые изоляторы применяют для подвешивания сравнительно легких проводов, при этом в зависимости от условий трассы используются различные типы крепления проводов. Провод на промежуточных опорах укрепляют обычно на головке штыревых изоляторов, а на угловых и анкерных опорах— на шейке изоляторов. На угловых опорах провод располагают с наружной стороны изолятора по отношению к углу поворота линии.

Подвесные изоляторы применяют на воздушных линиях 35 кВ и выше. Они состоят из фарфоровой или стеклянной тарелки (изолирующая деталь), шапки из ковкого чугуна и стержня. Конструкция гнезда шапки и головки стержня обеспечивает сферическое шарнирное соединение изоляторов при комплектовании гирлянд. Гирлянды собирают и подвешивают к опорам и тем самым обеспечивают необходимую изоляцию проводов. Количество изоляторов в гирлянде зависит от напряжения линии и типа изоляторов.

Материалом для вязки алюминиевого провода к изолятору служит алюминиевая проволока, а для стальных проводов— мягкая стальная. При вязке проводов выполняют обычно одинарное крепление, двойное же крепление применяют в населенной местности и при повышенных нагрузках. Перед вязкой заготовляют проволоку нужной длины (не менее 300 мм).

Головную вязку выполняют двумя вязальными проволоками разной длины. Эти проволоки закрепляют на шейке изолятора, скручивая между собой. Концами более короткой проволоки обвивают провод и плотно притягивают четыре-пять раз вокруг провода. Концы другой проволоки, более длинные, накладывают на головку изолятора накрест через провод четыре-пять раз.

Для выполнения боковой вязки берут одну проволоку, кладут ее на шейку изолятора и оборачивают вокруг шейки и провода так, чтобы один ее конец прошел над проводом и загнулся сверху вниз, а второй — снизу вверх. Оба конца проволоки выводят вперед и снова оборачивают их вокруг шейки изолятора с проводом, поменяв местами относительно провода.

После этого провод плотно притягивают к шейке изолятора и обматывают концы вязальной проволоки вокруг провода с противоположных сторон изолятора шесть-восемь раз. Во избежание повреждения алюминиевых проводов место вязки иногда обматывают алюминиевой лентой. Изгибать провод на изоляторе сильным натяжением вязальной проволоки не разрешается.

Вязку проводов выполняют вручную, используя монтерские пассатижи. Особое внимание обращают при этом на плотность прилегания вязальной проволоки к проводу и на положение концов вязальной проволоки (они не должны торчать). Штыревые изоляторы крепят к опорам на стальных крюках или штырях. Крюки ввертывают непосредственно в деревянные опоры, а штыри устанавливают на металлических, железобетонных или деревянных траверсах. Для крепления изоляторов на крюках и штырях используют переходные полиэтиленовые колпачки. Разогретый колпачок плотно надвигают на штырь до упора, после этого на него навинчивают изолятор.

Провода подвешиваются на железобетонных или деревянных опорах при помощи подвесных или штыревых изоляторов. Для воздушных ЛЭП используются неизолированные провода. Исключением являются вводы в здания — изолированные провода, протягиваемые от опоры ЛЭП к изоляторам, укрепленным на крюках непосредственно на здании.

Внимание!Наименьшая допустимая высота расположения нижнего крюка на опоре (от уровня земли) составляет: в ЛЭП напряжением до 1000 В для промежуточных опор от 7 м, для переходных опор — 8,5 м; в ЛЭП напряжением более 1000 В высота расположения нижнего крюка для промежуточных опор составляет 8,5 м, для угловых (анкерных) опор — 8,35 м.

Наименьшие допустимые сечения проводов воздушных ЛЭП напряжением более 1000 В, выбираемые по условиям механической прочности с учетом возможной толщины их обледенения, приведены в табл. 1.1.

Минимально допустимые значения проводов возжушныхЛЭП напряжением более 1000 ВТаблица 1.1

Внимание!Для воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В по условиям механической прочности применяются провода, имеющие сечения не менее: алюминиевые —16 мм2; сталеалюминиевые —10 мм2; стальные однопроволочные — 4 мм2. На воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В устанавливают заземляющие устройства. Расстояние между ними определяется числом грозовых часов в году:

♦    до 40 часов — не более 200 м;♦    более 40 часов — не более 100 м.

Сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 30 Ом.

Допустимые расстояния от нижних проводов воздушных ЛЭП напряжением до 1000 В и до 10 кВ и их опор до объектов представлены в табл. 1.2.

Таблица 1.2

elektrikvolt.blogspot.com

Intel научит передавать электроэнергию по воздуху

 

На форуме разработчиков IDF специалисты компании Intel поразили посетителей необычной установкой, которая способна передавать электроэнергию буквально по воздуху без ощутимой потери мощности – КПД такого устройства достигает 75%. Казалось бы, теперь можно отказаться от батареек и зарядных устройств, однако есть ряд нюансов…

Впервые передача электроэнергии беспроводным способом была реализована ведущим инженером Массачусетского технологического института Марином Солячича с показателем эффективности до 40 процентов. На основе его работ специалистами «Интела» была разработана экспериментальная установка WREL (руководитель проекта – небезызвестный в научно-экспериментаторских зарубежных кругах Джошуа Смит).

 

Что нужно для реализации этой идеи?

 

Прибор весьма прост – для его изготовления понадобились обыкновенная электролампа и две металлические спирали. Спирали играют роль резонаторов – ток высокой частоты проникает от одной спирали к другой и запитывает электролампу. Тем не менее, следует сразу заметить, что потеря 25% мощности – это значительный недостаток установки. Более того, расстояния для передачи электроэнергии беспроводным способом пока более чем скромные – не более 5-7 сантиметров. Однако, уверены специалисты, если ученым из компании Intel удастся реализовать эту установку в масштабе, соизмеримом с тривиальной стенной розеткой – значительный прорыв в этой области гарантирует всевозрастающий стабильный доход производителям подобных систем.

Уже сегодня они получили широкую известность, даже еще не будучи спроектированными. WiTricity (это название получено от английских слов wireless (что означает «беспроводное») и electricity (собственно, «электричество»)) смартфоны, ноутбуки и пр. обещают снискать себе отличный спрос на рынке электроприборов – ведь тогда для зарядки их будет достаточно на некоторое время положить рядом с заряжающей станцией. Джошуа Смит уверен, что принимающая антенна такого ноутбука будет компактно размещена в его крышке, а пользователь получит с таким компьютером полную электробезопасность – ведь токи подобной частоты абсолютно безвредны для организма (разумеется, при кратковременном воздействии).

Очевидно, что найдется масса желающих воспользоваться Witricity бесплатно – как это сейчас происходит с Wi-Fi. Поэтому следующим шагом Intel будет разработка системы направленного электроизлучения: не знаешь пароль – не получишь электричества. Что из этого выйдет – поживем-увидим.

zaryad.com

Передача электричества по воздуху. Я сам видел!

varganshik — 05.11.2015 Евгений Варганчик за халявную энергию!

Вчера побывал на преинтереснейшем мероприятии - на презентации антенного электричества =) Но об этом я узнал уже на месте. Пригласивший знакомый, заинтриговал формулировкой: "Будут демонстрировать беспроводной генератор электричества! То есть, компактный генератор, который работает по принципу Тесла. Он позволит получать энергию из воздуха!" Конечно, я, возомнивший себя современным Прометеем, такое пропустить не мог, особенно, учитывая цены на электроэнергию в Украине =(

Вход для обычного люда - 10 грн. Желающих получать халявную энергию я насчитал около 100 человек. Итого, ведущим на аренду зала хватит и даже на хлеб с маслом. Размышлизмы вслух! Нехорошо, Женя, считать чужие деньги =)

Решил сохранить билетик, чтобы не забыть названия организаций, проводивших презентацию.

Выступающие мужи (имён я не запомнил) рассказали об альтернативе дорогому электричеству по проводам, а именно - о беспроводном эллектричестве.

Но обещанный генератор, в котором весь смысл, нам так и не показали, вместо него был обыкновенный, питающийся от розетки. А где ты розетку возьмёшь в поле, например?

Нам было предложено скинуться по 11 тысяч 111 грн 11 коп (цифра, расчитанная нумерологами!) на членство в партии организации, став её акционером. Схема работает по принципу МЛМ, тоесть, приведи ещё людей и тебе средства вернуться или даже заработаешь! Как бы люди не увлеклись зарабатываем, забыв о конечном продукте (шуткую).

Почему не привезли генератор?

Как нам объяснили ведущие - их могли просто убить, а генератор выкрасть! Дело в том, что мировые монополисты - власть придержашие, сидящие на трубе, игле и на чем-то ещё, против такого народного генератора в каждом доме! Поэтому, нам и нужно собраться вместе - всех не перебьёшь! И каждого акционера посвятят в тайны производства. Оно, кстати, будет расширяться! Если кого-то убъют, то другие понесут знания и халявную энергетику в массы! Вот это я понимаю - ИДЕЯ! Деньги как раз и нужны на все дальнейшие исследования и создание портативных генераторов в каждый дом. Хотя в Киеве в лабораторных условиях, как нам сказали, такой генератор уже есть! Вот бы посмотреть!

Однако, почему все эти люди держат в руках газоразрядные трубки и они светятся, не только трубки, но и лица людей? =) Потому, что трубки эти на определённом расстоянии от источника свободной энергии - ЗАГОРАЮТСЯ! Это действительно ТАК и это было забавно! Даже на расстоянии 5 метров со специальным нехитрым усилителем энергии в виде лейки они тоже светятся! Фантастика!

Интересно, а не вредно ли самому находиться в таком поле свободной эннергии?

Ты меня пригласил - Жук (фамилия такой)!

Резюмируя

Подобный приборчик, сегодня действительно нужен народу, а стране позволил бы выйти из кризиса! Да что там, стране - мир выведет на новый уровень развития! Да, шоу с загорающимися лампами удалось и передача на расстоянии энергии существует - Тесла одобряет =) Но достать из кармана вышеозначенную сумму на несуществующий приборчик, который неизвестно получится или нет, я не готов! Другое дело, если бы нам действительно вчера, продемонстрировали такой генератор воочию, даже под угрозой смерти! Уверен, в таком случае, все присутствующие тут же побежали скрести по сусекам =)

p.s. Послевкусие - как будто в цирк сходил =)

yablor.ru

---

• 
  Правила замены электросчетчика в многоквартирном доме
• 
  Выпрямитель в схеме
• 
  Теплоноситель и тепловая энергия чем отличаются
• 
  Теплогенераторы для воздушного отопления
• 
  Суммарная максимальная мощность энергопринимающих устройств
• 
  Универсальный электродвигатель
• 
  Обозначение на схемах видеокамер
• 
  Лампы для освещения
• 
  Антенны сигнал
• 
  Мачтовая ктп фото
• 
  Баланс мощностей в цепи постоянного тока