Loven om samhandling av elektriske strømmer oppdaget av André Marie Ampere i 1820 la grunnlaget for den videre utviklingen av vitenskapen om elektrisitet og magnetisme. 11 år senere konstaterte Michael Faraday eksperimentelt at et skiftende magnetfelt generert av en elektrisk strøm kan indusere en elektrisk strøm i en annen leder. Slik ble den første elektriske transformatoren opprettet.
I 1864 systematiserte James Clerk Maxwell endelig Faradays eksperimentelle data, og ga dem form av eksakte matematiske ligninger, takket være hvilket grunnlaget for klassisk elektrodynamikk ble opprettet, fordi disse ligningene beskrev forholdet mellom det elektromagnetiske feltet og elektriske strømmer og ladninger, og eksistensen av elektromagnetiske bølger burde ha vært en konsekvens av dette.
I 1888 bekreftet Heinrich Hertz eksperimentelt eksistensen av de elektromagnetiske bølgene spådd av Maxwell. Gnisttransmitteren hans med en Rumkorf spiralhakker kunne produsere elektromagnetiske bølger på opptil 0,5 gigahertz, som kunne mottas av flere mottakere som er innstilt på resonans med senderen.
Mottakerne kunne være lokalisert i en avstand på opptil 3 meter, og da det oppsto en gnist i senderen, dukket det opp gnister i mottakerne. Slik ble de første eksperimentene utført på trådløs overføring av elektrisk energi ved bruk av elektromagnetiske bølger.
I 1891 kom Nikola Tesla, som studerte vekselstrømmer av høyspenning og høyfrekvens, til den konklusjon at det er ekstremt viktig for spesifikke formål å velge både bølgelengde og driftsspenning til senderen, og det er slett ikke nødvendig å gjøre frekvensen for høy.
Forskeren bemerker at den nedre grensen for frekvenser og spenninger som han klarte å oppnå de beste resultatene på den tiden var fra 15.000 til 20.000 svingninger per sekund ved et potensial på 20.000 volt. Tesla mottok en høyfrekvens- og høyspenningsstrøm ved å påføre en svingende utladning av en kondensator (se - Teslas transformator). Han la merke til at denne typen elektriske sendere er egnet for både lysproduksjon og overføring av elektrisitet for å produsere lys.
Salgsfremmende video:
I perioden 1891 til 1894 demonstrerte forskeren gjentatte ganger trådløs overføring, og gløden av vakuumrør i et høyfrekvent elektrostatisk felt, mens han bemerket at energien i det elektrostatiske feltet blir absorbert av lampen, omdannet til lys, og energien til det elektromagnetiske feltet brukes til elektromagnetisk induksjon for å oppnå en lignende resultatet gjenspeiles for det meste, og bare en liten brøkdel av det omdannes til lys.
Selv ved å bruke resonans når overført ved hjelp av en elektromagnetisk bølge, kan ikke en betydelig mengde elektrisk energi overføres, hevdet forskeren. Hans mål i løpet av denne arbeidsperioden var å overføre en stor mengde elektrisk energi trådløst.
Fram til 1897 ble det parallelt med Teslas arbeid utført studier av elektromagnetiske bølger av Jagdish Boche i India, Alexander Popov i Russland og Guglielmo Marconi i Italia.
Etter Teslas offentlige foredrag snakket Jagdish Boche i november 1894 i Calcutta med en demonstrasjon av trådløs overføring av elektrisitet, hvor han antente krutt og overførte elektrisk energi over en avstand.
Etter Boche, nemlig 25. april 1895, overførte Alexander Popov, ved bruk av Morse-kode, den første radiomeldingen, og denne datoen (7. mai, ny stil) feires nå årlig i Russland som "Radiodag".
I 1896, da Marconi ankom Storbritannia, demonstrerte han apparatet sitt ved å overføre et signal ved hjelp av Morse-kode over en avstand på 1,5 kilometer fra taket på postkontoret i London til en annen bygning. Etter det forbedret han oppfinnelsen og klarte å overføre et signal langs Salisbury-sletten allerede i en avstand på 3 kilometer.
Tesla i 1896 sender og mottar vellykket signaler i en avstand på omtrent 48 kilometer mellom sender og mottaker. Ingen av forskerne har imidlertid lyktes med å overføre en betydelig mengde elektrisk energi over lang avstand.
I 1899 eksperimenterte han i Colorado Springs, skrev Tesla: "Inkonsekvensen av induksjonsmetoden ser ut til å være enorm sammenlignet med metoden for å stimulere ladningen av jord og luft." Dette vil være begynnelsen på forskerens forskning som tar sikte på å overføre strøm over lange avstander uten å bruke ledninger. I januar 1900 vil Tesla notere i sin dagbok om vellykket overføring av energi til en spole "ført ut i feltet" som lampen ble drevet fra.
Og den mest ambisiøse suksessen til forskeren vil være lanseringen 15. juni 1903 av Wardencliffe Tower på Long Island, designet for å overføre elektrisk energi over betydelige avstander i store mengder uten ledninger. Den jordede sekundærviklingen av den resonante transformatoren, toppet med en kobber sfærisk kuppel, måtte begeistre jordladningen og de ledende luftlagene for å bli et element i den store resonanskretsen.
Så forskeren klarte å drive 200 lamper på 50 watt i en avstand på omtrent 40 kilometer fra senderen. Basert på økonomisk gjennomførbarhet ble finansiering til prosjektet imidlertid stoppet av Morgan, som helt fra begynnelsen investerte penger i prosjektet for å få trådløs kommunikasjon, og overføring av gratis energi i industriell skala over en avstand, som forretningsmann, var kategorisk ikke fornøyd med det. I 1917 ble tårnet, designet for trådløs overføring av elektrisk energi, ødelagt.
Les mer om eksperimentene til Nikola Tesla her: Resonant metode for trådløs overføring av elektrisk energi av Nikola Tesla.
Mye senere, i perioden fra 1961 til 1964, eksperimenterte en ekspert innen mikrobølgeelektronikk, William Brown, i USA med stier for overføring av energi med en mikrobølgeovn.
I 1964 testet han først en enhet (helikoptermodell) som var i stand til å motta og bruke energien fra en mikrobølge-bjelke i form av likestrøm, takket være en antennegruppe bestående av halvbølgedipoler, som hver er lastet på svært effektive Schottky-dioder. Allerede i 1976 hadde William Brown overført 30 kW strøm med en mikrobølgeovn over en avstand på 1,6 km med en virkningsgrad over 80%.
I 2007 klarte en forskergruppe ved Massachusetts Institute of Technology ledet av professor Marina Solyachich å overføre energi trådløst over en avstand på 2 meter. Den overførte effekten var tilstrekkelig til å drive en lyspære på 60 watt.
Teknologien deres (kalt WiTricity) er basert på fenomenet elektromagnetisk resonans. Senderen og mottakeren er to kobberspoler med en diameter på 60 cm som hver har resonans med samme frekvens. Senderen er koblet til en energikilde, og mottakeren er koblet til en glødelampe. Loopene er innstilt til 10 MHz. Mottakeren mottar i dette tilfellet bare 40-45% av overført strøm.
Omtrent på samme tid demonstrerte Intel en lignende trådløs kraftoverføringsteknologi.
I 2010 avduket Haier Group, en kinesisk produsent av hjemmeapparater, sitt unike produkt på CES 2010, en helt trådløs LCD-TV basert på denne teknologien.
Andrey Povny
