الشحن في نطاق أوسع
الرنين والطاقة اللاسلكية
تنتج الأجھزة المنزلية مجالات مغناطيسية صغيرة نسبياً. ولھذا السبب فإن الشواحن التي تعمل بالنظام المغناطيسي الحثي يجب أن تكون قريبة جداً
من الجھاز المراد شحنه. مجال مغناطيسي ذو شدة عالية يمكن أن يقوم بإحداث تيار كھربي حثي على مسافات أبعد، ولكن ھذه العملية تكون ذات
كفاءة متدنية جداً لأن المجال المغناطيسي سوف ينتشر في كل الاتجاھات في حين جزء صغير منه ھو الذي سيستغل لشحن الجھاز، ولإنتاج مجال
مغناطيسي كبير بھذه الطريقة سوف يستنفذ الكثير من الطاقة .
تمكن باحثون من جامعة MIT من التوصل لطريقة مناسبة لنقل الطاقة بين ملفين يبعدان عدة أمتار عن بعضھما البعض.
الفريق قال إنه يمكن زيادة المسافة بين الملفين لمسافات أبعد إذا ما تم إدخال الرنين
في معادلاتھما لإنتاج الطاقة بطريقة لاسلكية .
الرنين ظاھرة فيزيائية تعتمد على التردد ولھا تطبيقات كثيرة فمثلاً الرنين ھو الذي يجعل جھاز الراديو يستقبل محطة إذاعية محددة دون غيرھا،
وكذلك الرنين ھو الذي يجعل الذرة تمتص تردد موجة كھرومغناطيسية دون غيرھا، والرنين يجعل الأجسام تھتز بنفس التردد إذا توافق التردد المؤثر
مع التردد الطبيعي للجسم، ولنأخذ مثالاً على الشوكة الرنانة حيث أن لكل شوكة رنانة تردد طبيعي محدد فإذا ما تم طرق الشوكة الرنانة فإنھا تھتز
مصدرة صوتاً ذو نغمة محددة، فإذا ما وجدت شوكة رنانة أخرى لھا نفس التردد الطبيعي للشوكة المھتزة فإنھا سوف تستجيب للاھتزازات التي أحدثتھا الشوكة الأولى وتھتز معھا ھذا نسميه رنين.
باحثون في MIT أثبتوا أن الحث المغناطيسي المزدوج يمكن أن يحدث بشكل مختلف إذا كان المجال الكھرومغناطيسي للملف له تردد يساوي التردد الطبيعي للملف الثانوي. وھذه النظرية تم التحقق منھا من خلال تصميم ملف على شكل قوس منحني يعمل عمل الملف، وبتوصيل لوحين معدنيين عند نھاية كل طرف من الملف المنحني ليقوم بعمل المكثف الكھربي capacitor الذي يحتفظ بالشحنة ويخزنھا بين لوحيه. ويكون لھذا الملف تردد رنين معين يحسب من حاصل ضرب حث الملف inductance في سعة المكثف.
وبھذا فإن فرشاة الأسنان الكھربية تستخدم ملفين لتحصل على الطاقة الكھربية لاسلكيا، حيث أن الكھرباء التي تنتقل عبر الأمواج الكھرومغناطيسية
يمكن أن تجد لنفسھا ممر أو نفق من الملف الرئيسي إلى الملف الثانوي إذا كان للملفين نفس التردد الرنيني مثلما يحدث في حالة اھتزاز الشوكات
الرنانة.
وھنا يجب أن يتحقق شرطان ھما :
1) أن يكون الملف الثانوي في مدى الملف الرئيسي .
2) أن يكون للملفين نفس تردد الرنين .
إذا تحقق ھذان الشرطان فان الملف الرئيسي يمكن أن يقوم باستحثاث أكثر من ملف ثانوي في نفس الوقت وھذه الطريقة أطلق عليھا اسم non- radiative energy transfer أي توجيه لاسلكي لنقل الطاقة حيث أن الطريقة المذكورة لا تقوم بنشر المجال المغناطيسي في كافة الاتجاھات إنما فقط في اتجاه ملفات الاستقبال التي لھا نفس تردد الرنين .
ملف واحد يقوم بشحن لاسلكي لمجموعة من الأجھزة إذا كان للملف الثانوي الخاص بھذه الأجھزة نفس التردد الرنيني للملف الرئيسي (ملف الشاحن).
الھدف في المستقبل التخلص من الأسلاك لتغذية الأجھزة المنزلية بالكھرباء
تنتج الأجھزة المنزلية مجالات مغناطيسية صغيرة نسبياً. ولھذا السبب فإن الشواحن التي تعمل بالنظام المغناطيسي الحثي يجب أن تكون قريبة جداً
من الجھاز المراد شحنه. مجال مغناطيسي ذو شدة عالية يمكن أن يقوم بإحداث تيار كھربي حثي على مسافات أبعد، ولكن ھذه العملية تكون ذات
كفاءة متدنية جداً لأن المجال المغناطيسي سوف ينتشر في كل الاتجاھات في حين جزء صغير منه ھو الذي سيستغل لشحن الجھاز، ولإنتاج مجال
مغناطيسي كبير بھذه الطريقة سوف يستنفذ الكثير من الطاقة .
تمكن باحثون من جامعة MIT من التوصل لطريقة مناسبة لنقل الطاقة بين ملفين يبعدان عدة أمتار عن بعضھما البعض.
الفريق قال إنه يمكن زيادة المسافة بين الملفين لمسافات أبعد إذا ما تم إدخال الرنين
في معادلاتھما لإنتاج الطاقة بطريقة لاسلكية .
الرنين ظاھرة فيزيائية تعتمد على التردد ولھا تطبيقات كثيرة فمثلاً الرنين ھو الذي يجعل جھاز الراديو يستقبل محطة إذاعية محددة دون غيرھا،
وكذلك الرنين ھو الذي يجعل الذرة تمتص تردد موجة كھرومغناطيسية دون غيرھا، والرنين يجعل الأجسام تھتز بنفس التردد إذا توافق التردد المؤثر
مع التردد الطبيعي للجسم، ولنأخذ مثالاً على الشوكة الرنانة حيث أن لكل شوكة رنانة تردد طبيعي محدد فإذا ما تم طرق الشوكة الرنانة فإنھا تھتز
مصدرة صوتاً ذو نغمة محددة، فإذا ما وجدت شوكة رنانة أخرى لھا نفس التردد الطبيعي للشوكة المھتزة فإنھا سوف تستجيب للاھتزازات التي أحدثتھا الشوكة الأولى وتھتز معھا ھذا نسميه رنين.
باحثون في MIT أثبتوا أن الحث المغناطيسي المزدوج يمكن أن يحدث بشكل مختلف إذا كان المجال الكھرومغناطيسي للملف له تردد يساوي التردد الطبيعي للملف الثانوي. وھذه النظرية تم التحقق منھا من خلال تصميم ملف على شكل قوس منحني يعمل عمل الملف، وبتوصيل لوحين معدنيين عند نھاية كل طرف من الملف المنحني ليقوم بعمل المكثف الكھربي capacitor الذي يحتفظ بالشحنة ويخزنھا بين لوحيه. ويكون لھذا الملف تردد رنين معين يحسب من حاصل ضرب حث الملف inductance في سعة المكثف.
وبھذا فإن فرشاة الأسنان الكھربية تستخدم ملفين لتحصل على الطاقة الكھربية لاسلكيا، حيث أن الكھرباء التي تنتقل عبر الأمواج الكھرومغناطيسية
يمكن أن تجد لنفسھا ممر أو نفق من الملف الرئيسي إلى الملف الثانوي إذا كان للملفين نفس التردد الرنيني مثلما يحدث في حالة اھتزاز الشوكات
الرنانة.
وھنا يجب أن يتحقق شرطان ھما :
1) أن يكون الملف الثانوي في مدى الملف الرئيسي .
2) أن يكون للملفين نفس تردد الرنين .
إذا تحقق ھذان الشرطان فان الملف الرئيسي يمكن أن يقوم باستحثاث أكثر من ملف ثانوي في نفس الوقت وھذه الطريقة أطلق عليھا اسم non- radiative energy transfer أي توجيه لاسلكي لنقل الطاقة حيث أن الطريقة المذكورة لا تقوم بنشر المجال المغناطيسي في كافة الاتجاھات إنما فقط في اتجاه ملفات الاستقبال التي لھا نفس تردد الرنين .
ملف واحد يقوم بشحن لاسلكي لمجموعة من الأجھزة إذا كان للملف الثانوي الخاص بھذه الأجھزة نفس التردد الرنيني للملف الرئيسي (ملف الشاحن).
الھدف في المستقبل التخلص من الأسلاك لتغذية الأجھزة المنزلية بالكھرباء
الاشتراك في:
التعليقات (Atom)