استفاده از شارژرهای بی‌سیم

البته با وجود استفاده زیاد از این وسایل، گاهی مواردی همچون فراموشی شارژ کردن یا حمل سیم‌های اتصال و شارژرهای آنها، برای کاربران دردسرساز می‌شود. اگر می‌شد این دستگاه‌ها خودشان به‌صورت خودکار به پریزهای برق متصل شوند و باتری‌های خود را شارژ کنند، خیلی عالی بود و می‌شد این لوازم را دستگاه‌های کامل‌تری دانست! همین ایده‌و فکر بوده است که محققان دانشگاه ‌MIT‌ را به پژوهش در این زمینه واداشته و ما در اینجا به شرح و بررسی چگونگی، مراحل و نتیجه آن تحقیقات می‌پردازیم. ‌ ‌

فناوری انتقال بی‌سیم برق

‌ ‌هرچند تاکنون محققان موفق به ساخت دستگاهی که خودبه‌خود و بدون هیچ رابطی به برق متصل شود، نشده‌اند، اما در عوض روی گزینه جالب و قابل توجه دیگری کار کرده‌اند و در این راستا به فناوری جدیدی رسیده‌اند. این فناوری، سیستم انتقال نیروی برق در مسافت‌های کوتاه به‌صورت بی‌سیم1‌ ‌است که وای‌ترای‌سیتی2‌ ‌نامیده شده است. این فناوری بر پایه اصل ایجاد طنین و تشدید مغناتیسی استوار است. محققان ‌MIT‌ با استفاده از تشدید مغناتیسی، موفق به انتقال نیروی الکتریکی در فاصله‌ای معادل 13/2متر میان دو سیم‌پیچ مسی شده‌اند. فناوری انتقال نیرو به این روش، می‌تواند امکان انتقال و دریافت جریان نیروی الکتریکی را در حال حرکت در هر جایی از محدوده برد و حوزه دسترسی مشخص آن، برای وسایل الکتریکی به‌صورت خودکار مهیا کرده و نیاز به کابل‌ها و سیم‌های اتصال و حتی شاید باتری‌ها را منتفی کند. ‌ ‌

نیاز به نیرو

ذکر این نکته بسیار جالب توجه است که علت شکل‌گیری اولیه این ایده چه بوده و از کجا ریشه گرفته که تا این حد موجب پیشرفت محققان آن شده است؟ یک تلفن همراه متقاضی نیرو با باتری تهی از شارژ، علت پیدایش این ایده بود. یک شب یکی از دستیاران استاد فیزیک دانشگاه ‌MIT‌ با صدای بوق هشدار تلفن همراه خود که باتری آن در حال تمام شدن بود، بیدار شد. سردرگمی و بی‌خوابی به‌وجود آمده از صدای نابه‌هنگام بوق موبایل، این پژوهشگر را به این فکر انداخت که آیا می‌شود فناوری خاصی را پدید آورد که با استفاده از آن باتری تلفن همراهی را ساخت که قادر باشد به محض ورود و قرار گرفتن در محیط منزل به‌صورت خودکار خودش را شارژ کند؟ ‌ ‌

دانشی که این گروه در زمینه‌های مرتبط داشتند، آنها را در دستیابی به روش حرکت نیروی جریان برق به روش بی‌سیم در فاصله‌های کوتاه، به‌موفقیت رساند. با به‌کار بردن شیوه فناوری اتصال تشدید شده القایی، شما قادرید تا یک جفت شیء را در یک فرکانس مشابه همساز3‌ ‌کنید و این امکان را برای آنها فراهم سازید که بتوانند در یک فاصله نزدیک از طریق یک میدان مغناتیسی مشترک، (با حداقل تداخل مغناتیسی با اشیای مغناتیسی) بی‌درنگ و بدون واسطه تبادل انرژی الکتریکی داشته باشند.

آزمایش و نمایش فناوری وای‌ترای‌سیتی

گروه پژوهش ‌MIT‌ هنگام آزمایش فناوری وای‌ترای‌سیتی، توانست یک حباب لامپ 60واتی را در فاصله تقریبا 13/2متری از منبع فیزیکی جریان الکتریسیته کاملا به‌صورت بی‌سیم روشن کند. شما می‌توانید با استفاده از شیوه اتصال تشدید شده القایی و با استفاده از یک میدان مغناتیسی مشترک، انرژی الکتریکی را در بین اجزای تشکیل‌دهنده مدار انتقال دهید. هر گونه تغییر در روند گردش جریان جاری در یکی از اجزای تشکیل‌دهنده مدار، موجب القای روند گردش جریان جاری در بخش دوم تشکیلات مدار می‌شود. می‌توان به‌هنگام استفاده از شیوه اتصال تشدید شده القایی، اجزای تشکیل دهنده مدار را به‌صورت یک پیکربندی آنتن™دریافت کننده در یک مجموعه یک‌دست یا به‌عنوان قطعات مختلف یک دستگاه واحد (همانند آنچه درون یک دستگاه مبدل جریان برق وجود دارد)، برپا کنید.

مراحل آزمایش

1– در آزمایش وای‌ترای‌سیتی، دو سیم‌پیچ مسی روبه‌روی هم از سقف آویزان و دو شاخه سیم‌پیچ فرستنده هم، یکی به پریز برق و دومی به لامپ 60واتی متصل شدند.

2– با جریان متناوب به‌جای ثابت، درون سیم‌پیچ فرستنده، یک میدان مغناتیسی غیرتشعشعی ایجاد شد.

3– با استفاده از این میدان مغناتیسی غیرتشعشعی، بیشتر نیروی برقی که سیم‌پیچ دریافت‌کننده نمی‌تواند جذب کند، (به‌جای این‌که از طریق تشعشع در محیط اطراف پخش شده و هدر رود) در مجاورت سیم‌پیچ فرستنده باقی مانده و با میزان کردن سیم‌پیچ مسی دوم در فرکانسی مشابه، میدان مغناتیسی تشدید می‌شود.

‌ ‌4– این امر موجب ایجاد یک جریان الکتریسیته جاری و روشن شدن لامپ متصل به مدار می‌شود.

5– حتی با گذاشتن مانعی در میان دو سیم‌پیچ نیز، لامپ برق کافی جهت روشن شدن دریافت می‌کند.

نگرانی‌ها ‌ ‌

با ارائه فناوری وای‌ترای‌سیتی، اما و اگرهایی نیز پیرامون آن مطرح شد که آنها را به‌طور خلاصه بیان می‌کنیم.

مسائل مرتبط با تندرستی

در ابتدا برخی افراد نگرانی‌هایی را درباره احتمال ایجاد خطر برای سلامتی کاربران (از جمله احتمال ابتلا به سرطان)، به‌واسطه قرار گرفتن مکرر و طولانی‌مدت در معرض تابش امواج الکترومغناتیسی، مطرح کردند که البته این مساله به‌وسیله دانشمندان تایید نشده و محققان ‌MIT‌ نیز عقیده دارند که اگر این عملیات با استفاده از فرکانس مناسبی انجام شود، میدان‌های مغناتیسی اثر منفی و زیانباری بر بافت‌های بدن نخواهند داشت؛ زیرا طراحی خاص سیم‌پیچ دریافت‌کننده طوری است که میدان مغناتیسی تنها درون و اطراف آن میدان تشدید ‌شود، و لذا فعل و انفعال و تاثیرات میدان مغناتیسی بر محیط اطراف آن ضعیف و خالی از خطر خواهد بود.

کارآیی ‌ ‌

آزمایش کارآیی بین 40 تا 50درصد بازدهی را نشان داد که بیانگر ناتوانی سیم‌پیچ دریافت‌کننده در جذب نیمی از نیروی الکتریکی ارسال شده از سوی سیم‌پیچ سرچشمه انرژی است. این امر موجب ایجاد نگرانی‌هایی در مورد مقدار نیروی تلف‌شده توسط سیستم و بازتاب تاثیرات این انرژی تلف‌شده بر محیط زیست شده است. اما انتقال نیروی برق از این طریق در حد میلی‌وات است، پس اتلاف انرژی آن‌هم ناچیز و قابل چشم‌پوشی است. ولی اگر این انتقال در حد کیلووات انجام شود، آن‌موقع این اتلاف نیرو موجب نگرانی خواهد شد.

جمع‌بندی

به هر حال در آینده، لوازم الکتریکی اضافی برای تبدیل فرکانس‌های مگاهرتزی متناوب به برق ‌DC‌، جهت شارژ وسایل، مورد نیاز خواهد بود. لذا کارآمدی سیستم باید به‌صورت سراسری و موثر افزایش یافته و بدین منظور محققان باید انواع جدیدی از فلزات را برای ساخت و تهیه سیم‌پیچ‌هایی با کارایی بیشتر و بهتر به‌کار گرفته و آزمایش کنند. پیکربندی سیستم هم باید کوچک شده و سیم‌پیچ‌ها نیز باید مخفی شوند. ‌ ‌

اگر درآینده پایانه‌هایی با فاصله نزدیک برای انتقال برق بی‌سیم، در نقاط گوناگون و به تعداد کافی نصب شوند، وسایل الکترونیکی شخصی از داشتن باتری بی‌نیاز شده و به‌راحتی و بدون نیاز به سیم و همیشه و در همه مکان‌ها و موقعیت‌ها به نیروی الکتریکی لازم دسترسی پیدا خواهند کرد.

پی‌نوشت ‌ ‌

 Short distance wireless power system.1‌

‌ WiTricity.2‌

‌ Tune.3‌

منابع

‌www.cent.com‌

www.cpu.com

جواد ودودزاده