Беспроводное электричество

2

Факультет

Кафедра

РЕФЕРАТ

«Беспроводное электричество»

Выполнил:

Проверил:

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                                                            3

1.История развития беспроводного электричества                                            5                                         

1.1Таинственный гений                                                                                                    5

1.2 Научные поиски                                                                                       7

1.3 Вйна токов         

2. Современные технологии передачи электричества                                  10

2.1 Сто лет спустя                                                                                                         10

2.2  Мир без проводов                                                                                                             12

2.3  Стандартизованные умы                                                               14

2.4 Хронология событий                                                                       15

ЗАКЛЮЧЕНИЕ                                                                                                                                              17

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ                                                          18

ВВЕДЕНИЕ

Провода окончательно поработили человечество. Современные города тонут в паутине кабелей — на земле, под землей и в воздухе тянутся бесконечные километры окутанных в резину медных змеек. Стоит выйти на улицу и поднять голову вверх — и вы увидите витиеватые проводные соединения между столбами линий электропередач, а мимо проедет трамвай с поднятым пантографом. Безумство соединительных кабелей только усиливается в офисах крупных организаций — стандартные распределительные щитки здесь становятся похожи на инопланетных существ с вьющимися щупальцами. За примером даже ходить далеко не надо — нужно всего-то заглянуть под компьютерный стол, где лежит сетевой фильтр с подключенными адаптерами колонок, зарядниками для сотовых телефонов и фотоаппаратов, шнурами питания монитора и системного блока…

Тем временем техника-то уже несколько лет идет по пути миниатюризации, отказа от интерфейсных кабелей и перехода на мобильные источники питания вроде аккумуляторов. Причем продвинулись производители в этой области достаточно далеко — беспроводные сети очень популярны в офисах и обычных домах, многочисленная компьютерная периферия перешла на радиочастотные интерфейсы.

В общем, количество проводов с каждым годом уменьшается. Единственное, что остается неизменным, — это назойливый провод питания. Каким бы продвинутым ни был сотовый телефон, его придется заряжать при помощи проводного адаптера. Как долго бы ни проработала мышка от двух пальчиковых батареек, когда-нибудь их придется сменить (и, как правило, они садятся в самый ответственный момент). А более требовательная техника вроде телевизоров пока и вовсе не в состоянии избавиться от проводов питания. Все мы к этому давно привыкли и воспринимаем как данность, но ведь так не может продолжаться вечно! К счастью, ученые понимают проблему и работают не покладая рук над созданием беспроводных технологий передачи энергии.

Правда, если немного покопаться в истории, можно обнаружить занятный факт: «проблемы проводов» уже давно не существовало бы, если бы люди былой эпохи проявили чуть меньше скептицизма и не пожалели денег на исследования одного-единственного человека.  Я говорю о величайшем сербско-американском физике, инженере, изобретателе в областях электроники и радиотехники — Николе Тесле. Работу этого ученого в свое время не оценили (а все результаты его трудов и секреты гениальных изобретений пропали после смерти Теслы при необъясненных обстоятельствах), и вот современникам приходится восстанавливать разработанные более ста лет назад технологии по крупицам. Некоторые подвижки и даже работающие устройства уже существуют, но на их популяризацию и внедрение уйдет еще немало времени — слишком уж топорно выглядят современные изобретения для массового рынка... Но давайте начнем с начала.

1. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ БЕСПРОВОДНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСТВА

1.1 Таинственный гений

Жизнь рожденного в Хорватии (ранее входившей в состав Австро-Венгрии) изобретателя Николы Теслы нельзя назвать простой. Как и многим другим ученым-изобретателям, ему пришлось столкнуться с многочисленными трудностями, недофинансированием и недопониманием. Гениальные задатки Теслы впервые проявились в высшем училище в городе Грац, где студент высказал свое недовольство и указал на несовершенства электродвигателей на основе постоянного тока. Идеи молодого ученого сразу раскритиковал профессор Яков Пешль — в своей лекции перед курсом он открыто заявил, что электродвигатели на основе переменного тока невозможны. В тот же день Тесла торжественно поклялся во что бы то ни стало переубедить наставника и посвятить свою жизнь изучению свойств электричества и магнетизма.

После окончания учебы Николе пришлось переехать назад в Госпич и устроиться преподавателем в гимназию — после смерти отца в 1879 году финансовое положение семьи сильно пошатнулось. Дальнейшие попытки поступить в высшее учебное заведение обернулись провалом, не было денег.

Еще несколько лет Тесла работал инженером-электриком в Венгерской правительственной телеграфной компании в Будапеште и даже сумел исправить ряд ошибок и недоработок при постройке электростанции для железнодорожного вокзала в Страсбурге. Трудовые будни, конечно, мешали работе над основной мечтой тех лет — электродвигателем на основе переменного тока: Тесла пытался заниматься своими разработками параллельно, но времени не хватало. Работающий прототип электродвигателя на переменном токе был показан нескольким предпринимателям, но так никого и не заинтересовал. Разочарованный Тесла собирался даже уехать в Петербург, где трудились выдающиеся физики Павел Яблочков, Дмитрий Лачинов и Владимир Чиколев (работы русских изобретателей были известны во всем мире, цитировались в научных журналах на разных языках). И, возможно, судьба ученого сложилась бы иначе, если бы один из администраторов Continental Edison Company, Чарльз Бэтчелор, не уговорил его поехать в США. В своей записке величайшему американскому изобретателю Томасу Эдисону господин Бэтчелор сказал, что отпустить Николу в Россию было бы непростительной ошибкой, назвал его вторым после Эдисона великим человеком.

Эффект записка произвела ровно обратный: отношения Эдисона с Теслой были испорчены еще до их знакомства. Говорят, что американский гений увидел серьезного конкурента своему бизнесу и сделал все возможное, чтобы унизить его труды: холодно отзывался о его работах и даже публично критиковал их. Окончательным разрывом отношений стало «деловое предложение» Эдисона весной 1885 года — изобретатель предложил Николе конструктивно улучшить созданные им машины постоянного тока и пообещал $50 тыс. (порядка $1 млн современных) в случае успеха. Воодушевленный Тесла представил целых 24 значительно доработанных машины, новый коммутатор и регулятор с улучшенными эксплуатационными качествами, но своих денег так и не дождался — Эдисон лишь посмеялся над младшим коллегой и посоветовал ему учиться понимать американский юмор. «Шутка» Эдисона стала началом вражды двух гениев, которая так и не прошла с течением времени.

С именем Николы Теслы связано множество тайн и загадок. Современники не знали многих подробностей биографии великого изобретателя, однако в истории сохранились весьма загадочные упоминания его имени в связи со странными явлениями. Так, эксцентричной натуре Николы Теслы приписывают загадочный Тунгусский метеорит, который якобы взорвался в воздухе над рекой Подкаменная Тунгуска 17 июня 1908 года. Косвенным подтверждением причастности изобретателя к сибирской катастрофе являются эксперименты с мощными погодными установками и запрос карт Сибири, который был сделан Николой примерно в то же время.

Говорят, в 1931 году Никола Тесла продемонстрировал компактный электродвигатель при поддержке компаний General Electric и Pierce-Arrow — на глазах изумленной публики Тесла установил под капот автомобиля странную коробочку с двумя торчащими стержнями, а затем, присоединив все провода, изобретатель сел в машину и поехал. Если верить слухам, сам Тесла утверждал, что энергия в этом случае забиралась из некоего «эфира», так называемого энергетического поля Земли.

Изобретатель нередко говорил, что все идеи и изобретения придумал не он — они приходили ему во время впадения в трансовое состояние и прогулок в парке. В таком случае, чьим же рукам принадлежат гениальные находки ученого? Говорят, после смерти один из дневников Теслы был случайно куплен на книжном базаре — и, к своему большому удивлению, покупатель обнаружил в нем данные о враждебных внеземных цивилизациях… кем же на самом деле был Никола Тесла?

1.2 Научные поиски

Дальнейшая самостоятельная работа над дуговыми лампами для уличного освещения не принесла Тесле ни денег, ни известности. Вместо того чтобы получить финансирование для новых изобретений, Николе приходилось вести нищенский образ жизни и перебиваться на подсобных работах вроде рытья канав. Изобретение дуговой лампы пригодилось чуть позже, когда по удачному стечению обстоятельств Тесла смог открыть собственную конторку Tesla Ark Light Company и начать заниматься уличным освещением. Дела пошли в гору, под офис было снято помещение на Пятой авеню в Нью-Йорке. Расположенная неподалеку компания Эдисона и Tesla Ark Light Company развязали острую борьбу, получившую название «война токов».

Очень плодотворным периодом в жизни Теслы считается промежуток с 1888 года по 1895-й, когда ученый занимался исследованием магнитных полей и высоких частот в своей лаборатории. В 1885 году офис на Пятой авеню сгорел дотла, захватив с собой самые последние наработки изобретателя: механический осциллятор, новый метод электрического освещения, новый метод беспроволочной передачи сообщений на далекие расстояния и метод исследования природы электричества. Впрочем, Тесла беспечно заявил, что в состоянии восстановить свои изобретения по памяти.

Наиболее значимое событие произошло после переезда Теслы в городок Колорадо Спрингс — изобретателя пригласила местная электрическая компания, а владелец отеля «Уолдорф-Астория» профинансировал постройку лаборатории. Результатом работы стал трансформатор, соединенный с металлическим шаром на выдвигающемся стержне при помощи обмотки. Разработка позволила изучить эффект стоячих электромагнитных волн, который обычно вызывают грозовые разряды в атмосфере, — именно на его основе и была придумана технология передачи энергии без проводов. Разумеется, изобретатель тут же начал экспериментировать с созданием искусственных молний: электричество в несколько тысяч вольт, пропускаемое через созданную им конструкцию, преобразовывалось в несколько миллионов вольт, источник энергии получался мощнейшим.

К сожалению, для дальнейшей работы имеющихся в распоряжении ресурсов не хватало. Исследования должны были продолжиться уже в Нью-Йорке, куда изобретателя пригласил промышленник Джон Морган для дальнейшей работы, и Тесла даже спроектировал 47-метровую деревянную башню с медным шаром наверху, конструкция позволила бы продолжить работу. Но строительство затянулось из-за проблем с финансированием: когда Морган узнал, что Тесла намерен заниматься беспроводной передачей энергии вместо того, чтобы развивать электрическое освещение, он разорвал контракт. В итоге проект пришлось закрыть, а землю продать для того, чтобы расплатиться с кредиторами.

В первой половине XX века Тесла предложил метод для радиообнаружения подводных лодок, подумывал о создании супероружия для разрушения целых армий — причиной столь странных мыслей стал конфликт 1914 года, когда его родная Сербия оказалась в центре военных событий, повлекших за собой начало Первой мировой войны. В 1934 году Тесла опубликовал статью, в которой рассмотрел возможность получения сверхвысоких напряжений путем зарядки шарообразных емкостей статическим электричеством. Статья вызвала большой резонанс в научных кругах.

За время своей работы Тесла получил огромное множество патентов на всевозможные технологии, широко используемые в наше время, однако дело всей жизни — эффективная передача энергии по воздуху — так и не получило дальнейшего развития. Ученый добился успехов в экспериментах с переменным током, создал высокочастотный электромеханический генератор и высокочастотный трансформатор, разработал правила техники безопасности при работе с током. Кроме того, Тесла проводил эксперименты и на своем организме: он выяснил, что болевое воздействие тока перестает ощущаться при частоте свыше 700 Гц, и на основе этого открытия разработал электротехнические аппараты для медицинских исследований. К работам Теслы относят и эксперименты с высокочастотными токами большого напряжения, которые позволяют чистить поверхность кожи — убирают мелкую сыпь, очищают поры, уничтожают микробов (в наше время данный метод используется в электротерапии).

В 1888 году Никола Тесла дал строгое определение так называемым вращающимся магнитным полям — через семь лет этот принцип лег в основу проекта крупнейшей в то время Ниагарской ГЭС. Изобретателю удалось получить патент способа беспроводной передачи токов, которые могут быть использованы в радиосвязи. Наконец, контуры Теслы используются для получения искусственных молний… Но, если верить слухам, все самые интересные изобретения гений от мира электротехники унес с собой в могилу