Aujourd'hui, je lisais des informations sur Nikola Tesla (via l'avoine ) et sur la tour Wardenclyffe qui (entre autres choses) était destinée à transmettre de l'électricité sans fil. Pardonnez la naïveté de la question, mais si la technologie capable de transmettre du courant électrique sans fil a été inventée il y a plus de 100 ans, pourquoi n'utilisons-nous pas l'électricité sans fil dans notre vie quotidienne? En d’autres termes, pourquoi devons-nous brancher physiquement nos appareils électriques (téléphones / ordinateurs, etc.) s’il existe une chose telle que l’électricité sans fil? Si c’est une question d’efficacité / de coût, alors j’imagine que certains riches ne s’inquièteront toujours pas de payer un supplément, compte tenu du gaspillage, pour plus de commodité.
S'il vous plaît expliquer en termes simples (bien qu'une réponse simple suffirait).
Réponses:
J'utilise l'électricité sans fil tous les jours.
Dans ma brosse à dents:
Et dans mon téléphone portable:
La méthode utilisée dans mes appareils s'appelle la charge inductive . J'en parle un peu plus dans ma réponse à cette question . C'est la forme la plus courante et la plus pratique de transmission d'énergie sans fil pour le moment. Mais comme beaucoup de commentaires l'ont noté, ceci est considéré comme une transmission en champ proche. Et avec une portée effective de seulement quelques millimètres, il est très proche du champ.
La quantité d’énergie transférée et l’efficacité du transfert peuvent être augmentées un peu (bien que toujours considérées comme des champs proches) en ajoutant un condensateur à chacune des bobines inductrices et en optimisant les réseaux RLC résultants pour obtenir un facteur Q élevé à la sortie. même fréquence (de résonance). Une équipe du MIT a mené des recherches sur l’utilisation de la résonance inductive comme système de transfert de puissance sans fil.
Les chercheurs ont depuis créé une société appelée WiTricity pour développer davantage la technologie. Bien qu'ils n'aient toujours pas apporté de produit sur le marché commercial, ils ont fait des démonstrations impressionnantes :
Il est important de noter que la distance entre l'émetteur et le récepteur joue un facteur crucial pour déterminer la quantité d'énergie pouvant être transférée de manière fiable. Comme on peut le voir dans cet article basé sur le projet MIT, la décroissance de la tension en fonction de la distance entre les bobines est exponentielle:
Mais il existe de nombreuses autres méthodes, telles que les micro-ondes et le laser, capables de parcourir des distances beaucoup plus grandes. Cependant, ces méthodes sont très directionnelles et sont donc applicables sur une zone beaucoup plus petite que celle proposée par la tour Wardenclyffe proposée par Tesla, qui serait omnidirectionnelle. Il existe également de nombreux autres facteurs à prendre en compte lors de la mise en œuvre de l'une de ces méthodes:
Et bien sûr, il y a la méthode de "charge perturbée du sol et de l'air" utilisée par Tesla. En ce qui concerne le système Tesla, il a été fermé parce que les fonds ont été épuisés et que le marché boursier s'est effondré . Quant à savoir pourquoi cela n’a pas été essayé depuis, c’est principalement parce qu’un tel système ne pouvait pas être strictement mesuré. Par conséquent, les compagnies d'électricité ne pouvaient pas facturer à l'utilisation et gagner beaucoup d'argent. Sans un moyen de monétiser la technologie, aucun investissement dans la recherche et le développement ne sera jamais réalisé. C'est la théorie du (complot), de toute façon. Bien qu'il existe de nombreuses autres raisons pour lesquelles cette méthode est irréalisable ou ne fonctionnerait tout simplement pas.
Je ne pouvais pas trouver un article avec des chiffres définitifs sur l'efficacité. Mais je suppose que l'efficacité est la principale raison pour laquelle vous ne voyez pas cette technologie dans un usage plus répandu. Cependant, cela existe, des gens comme moi (lire: pas riche) y ont accès, et cela fonctionne assez bien.
Modifier:
J'ai trouvé une étude de cas réalisée par le Wireless Power Consortium, fabricant du chargeur de qi pour mon téléphone, qui indique ce qui suit (c'est moi qui souligne):
Ainsi, la partie câblée de leur système a une efficacité de 72% et la partie sans fil, de 50%. Cela utilise une méthode inductive où les bobines sont espacées de quelques millimètres. Comparez cela à la WiTricity de Joel qui indique une efficacité de 40% sur 2 mètres.
Si vous prenez en compte les coûts supplémentaires associés au circuit supplémentaire et aux composants d'un système sans fil par rapport au coût d'une longueur de fil de cuivre, vous pouvez comprendre pourquoi le transfert d'énergie sans fil longue distance est toujours considéré comme peu pratique pour une utilisation sur le marché de masse.
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Si vous émettez une puissance sphérique (égale dans toutes les directions), la puissance reçue à l’autre extrémité sera proportionnelle au pourcentage de la sphère couverte par le récepteur. Plus vous vous éloignez, moins vous capturez d'énergie pour une antenne de même taille, proportionnelle à 1 / r ^ 2. Le reste de l'énergie est gaspillé dans l'espace libre. Ceci est un modèle extrêmement simpliste, bien sûr. Si vous savez où se trouve le récepteur, l’émetteur sera directionnel, vous utiliserez la résonance, etc., mais vous aurez l’idée. L'énergie sans fil ne parvient pas comme par magie dans votre récepteur avec une efficacité de 100%. En plus de cela, vous disposez de circuits de conversion de puissance qui ne sont pas non plus efficaces à 100%.
Si l'envoi et la réception sont espacés de quelques millimètres et que les niveaux de puissance sont faibles, comme dans une brosse à dents ou un dock téléphonique, l'efficacité est tolérable et la perte de puissance ne coûte pas cher. Une brosse à dents ne coûte que quelques centimes par an pour être rechargée. Échanger des coûts d'énergie supplémentaires contre l'imperméabilisation du produit dans un environnement de salle de bain en vaut donc la peine. Un coussin sous votre voiture électrique transmettant des milliers de watts sur un pied de garde au sol coûterait des dizaines de dollars par mois en coût énergétique par rapport au branchement. Essayer de faire fonctionner une sécheuse directement à partir d'une tour de l'entreprise électrique au sommet d'une colline ça ne marcherait tout simplement pas.
Il se peut que l’énergie sans fil ou ambiante devienne populaire pour les plus petits appareils intégrés, tels que les microcontrôleurs à faible consommation d’énergie. Si la consommation d'énergie du microcontrôleur devient suffisamment faible, il peut fonctionner en continu à partir d'un minuscule panneau solaire, d'une bobine de fil comme celle d'un badge RFID, d'un dispositif piézoélectrique, etc. L'énergie pourrait être récupérée grâce aux signaux WiFi, à la chaleur, aux mouvements mécaniques ou à d'autres moyens qui ne sont pas utilisés aujourd'hui, car les niveaux de puissance sont trop faibles pour être utiles. La transmission des données collectées via, par exemple, Bluetooth LE prend beaucoup plus d’énergie que la simple utilisation du microcontrôleur. Par conséquent, les rafales d’émission doivent être courtes et peu fréquentes, avec un stockage d’énergie (condensateur) se remplissant lentement entre les deux. C’est le domaine des microwatts ou peut-être des nanowatts, alors n’oubliez pas de charger votre téléphone cellulaire en continu pendant que vous vous promenez.
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Comme Tesla a essayé de ne pas distribuer le courant, c'est parce que cela ne fonctionne pas. C'est fondamentalement une idée stupide parce que:
Comme je l'ai dit, c'est une idée stupide, et c'était une idée stupide lorsque Tesla l'a également essayée, comme certaines de ses propres équations auraient dû le lui dire.
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Conseil:
Tesla:
Tesla n'était pas stupide!
:)
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J'ai lu quelque part qu'il l'avait arrêté parce qu'il craignait les effets physiques que le système pourrait avoir sur nous. En fin de compte, je pense que s’il disait que cela fonctionnerait, cela fonctionnerait… il faut aller avec le type qui a inventé l’électricité telle que nous l’utilisons à ce jour… et la radio… et les rayons X… Dommage qu'il ne soit pas toujours là, avec les progrès qu'il ferait aujourd'hui!
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