«Возможности беспроводной системы передачи электрической энергии в быту"
статья по теме

 Автономное учреждение

среднего профессионального образования

Ханты – Мансийского автономного округа - Югры

«Сургутский политехнический колледж»

Структурное подразделение – 4

Энергетическое отделение

Тема: «Возможности беспроводной системы передачи

электрической энергии в быту»

          Подготовил: студент 4 курса, Тажимов К.

                                                    специальность: 140448 Техническая эксплуатация и      

                                                        обслуживание электрического и электромеханического  

               оборудования (по отраслям) 

Руководитель:
Преподаватель специальных дисциплин, Филиппова Т.И.

г. Сургут -  2015

Содержание

Введение……………………………………………………………………………..………………….3

Основная часть……………………………………………………………………………………...….5

 1. Описание структуры беспроводной передачи электроэнергии……………..…………….….....5

    1.1. История создания………….………………………………………………..............................5

2.  Эксперимент по беспроводной передаче  электрической энергии:

подтверждение идей Н. Тесла……………………………………………………………………...….6

     2.1. Передатчик……………………………………….....................................................................6

     2.2. Опыт Фарадея……………………………………………………………................................7

     2.3. Приёмник…………………………………………………………………………………….....8

3.  Характеристика устройства беспроводной передачи электрической энергии……………...….9

3.1. Предназначение устройства беспроводной передачи

        электрической энергии……………………………….……………………………………….….9

3.2. Влияние беспроводной передачи электроэнергии на здоровье человека

       и экономическая значимость…………………………………………………………….…….....9

Заключение………………………………………………………………………………….……...…12

Библиографический список…………………………………………………………………...…..….13

Введение

     Первый этап (2013 – 2014 учебный год) теоретический.

     Второй этап (2014 – 2015 учебный год) практический: изготовление передатчика и приёмника электрического; экспериментальные исследования передачи электрического тока без проводов.

     Беспроводная передача электрической энергии (БПЭЭ) на  сегодняшний день актуальная задача, так как потребление электрической энергии растёт, затраты на её передачу увеличиваются, а при помощи БПЭЭ можно сэкономить средства на передачу и приём электрической энергии от источника к потребителю. Техническим результатом является создание способа и устройства для передачи электрической энергии без проводов и снижение затрат на передачу электроэнергии за счет исключения таких элементов как линия электропередачи, провода, изоляторы, кабели и подстанции. Мы опирались на потребности и возрастающий интерес человека к БПЭЭ.

     Новизна работы заключается в том, что изучение БПЭЭ ранее широко не рассматривалось, как сейчас в начале ХХI века.  

      Цель исследования: обоснование передачи электроэнергии по беспроводной системе.

      Объект исследования: процесс беспроводной передачи электрического тока.

      Предмет исследования: аналитическое сравнение передачи электрического тока по проводам и без них

      Гипотеза: передача электрического тока будет более экономичной и выгодной, если применить беспроводную систему.

Задачи:

1) описать структуры беспроводной передачи электрической энергии;

2) проанализировать беспроводную передачу электрической энергии по  

   отношению к проводной системе передачи электрической энергии.

      Мы изучили историю возникновения БПЭЭ, назначение и  устройства передачи БПЭЭ, а также влияние беспроводной передачи электроэнергии на здоровье человека.  

        Каждый день мы имеем дело с большим количеством проводов и кабелей. Но они имеют множество как отрицательных, так и положительных факторов.

       Провели сравнение между проводами и БПЭЭ. Провод - это часть электрической линии, предназначенная для подсоединения к сетям напряжением до 1000 В (чаще до 380 Вольт) приборов, осветительных приспособлений и машин, применяемых в быту или их аналогов. Провод рассчитан на использование в зданиях любого типа.

       Применили эмпирический метод – сравнивали все «за» и «против» БПЭЭ.    

       Преимущество БЭЭП  перед проводом заключается в следующем:

1. мобильность;
2. передача электроэнергии одному или нескольким аппаратам одновременно;
3. затраты на проводниковый материал меньше, чем у проводной системы;
4. не имеет физических преград;
5. меньшая вероятность повреждения человека электрическим током:
6. на магнитные волны никакого влияния не оказывает температура окружающей среды.
7. в большинстве случаев природно-климатические условия не имеют воздействия на БПЭЭ;
8. физический износ проводниковых материалов;
9. гуманное отношение к окружающей среде;
10. для передачи электроэнергии с помощью проводов или кабелей используются трёхфазная система, а в БПЭЭ – однофазная.

У проводов есть несколько положительных качеств:

1. коэффициент полезного действия провода равен, приблизительно,

     85 – 90 %, а у БПЭЭ в лучшем случае от 45 -75%;

2. прокладка провода зависит от количества проводов, у БПЭЭ 7 – 8 метров от передатчика до приёмника;
3. по проводам можно передавать как постоянный, так и переменный ток, а в БПЭЭ только постоянный, который можно преобразовать. Преобразование постоянного тока в переменный производится с помощью инверторов, в которых используются управляемые вентили: транзисторы, тиристоры. Инверторы имеют сравнительно сложную систему автоматического управления, что ведет к повышению их стоимости и уменьшению надежности по сравнению с неуправляемыми выпрямителями.
4. магнитное поле отрицательно влияет на здоровье человека и окружающую среду.

         Сформировали, выдвинули и попытались проверить гипотезу исследования на основе имеющихся фактов с источников информации. На основании изученной литературы и информационных источников мы пришли к выводу, что наша гипотеза о преимуществе БПЭЭ перед проводной системой передачи электрического тока  частично подтвердилась.

         В своём исследовании использовали метод анализа и синтеза, в частности, начальный этап исследования - изучение специальной литературы и других информационных источников по нашей теме.

         Также использовали метод опроса в виде анкетирования.

Цель анкетирования: получить дополнительные сведения о БПЭЭ, так как изучаемая проблема недостаточно обеспечена документальными источниками информации и предмет исследования почти  недоступен для наблюдения.

          По результатам анкетирования выявлена тенденция к активному применению БЭЭП в учебной деятельности, стремление к активному применению техники без проводов, желание больше узнать о БПЭЭ.

          Вместе с тем выявлен ряд актуальных проблем:

• возможное отрицательное влияние магнитных полей на организм человека;

• недостаток знаний о БПЭЭ.

Основная часть

1. Описание структуры беспроводной передачи электроэнергии

1.1. История создания

Отец беспроводного электричества

В XIX веке, времени бурного технического развития, о беспроводных агрегатах мечтали только сумасшедшие ученые и писатели-фантасты. Но именно тогда миру посчастливилось познакомиться с гениальным человеком, изобретателем и "отцом" электричества – Николой Тесла. И именно американцу (но сербу по происхождению), ученику Эдисона, принадлежат фундаментальные основы развития беспроводной передачи энергии.

Все началось в 1892 году, когда Николе на научной конференции в Лондоне удалось провести ток по одному проводу, то есть по незамкнутой цепи. Медный "шнур" при этом оставался абсолютно холодным (словно это суперпроводник с нулевым сопротивлением и бесконечно малой площадью поперечного сечения), а второй полюс тестовой системы не заземлялся. Пару месяцев спустя в Сант-Льюисе Тесла зажег электрическую лампочку без использования каких-либо проводов и показал прототип первого (и тогда еще единственного) в мире беспроводного электродвигателя. Многие зрители посчитали изобретателя волшебником.

Магнитные передатчики

Используя улавливающие антенны японского изобретателя Хидетсугу Яги, разработанные еще в 1926 году, через 38 лет ученый Билл Браун смог передать 30 киловатт энергии от источника к приемнику на одну милю с КПД 84%. В своем опыте находчивый американец использовал хорошо известное явление магнитной индукции. В одной катушке с металлическим либо воздушным сердечником создается магнитное поле. Если поместить в это поле другую катушку, то в ней также сгенерируется энергия. В результате взаимодействия двух катушек появляется столь необходимое электричество. Расстояние между источником индукции и ее приемником, а также характеристики магнитного поля сильно влияют на конечный КПД передаваемой энергии. Шло время, а новых перспективных способов передачи электричества без проводов так и не прибавилось. Индукция стала весьма популярным  средством передачи энергии. При малом расстоянии эффективность такого метода неоспорима. Но вот стоит разнести участников "контакта" на некоторое расстояние, как эффективность и мощность системы заметно падает. Сказывается явление дифракции – рассеивания волн в пространстве. Проблему потери большого количества энергии решили совсем недавно, уже в новом тысячелетии.

Доцент кафедры физики Массачусетского Технологического Университета Марин Солячич совместно со своими коллегами и студентами несколько лет назад начал разработку устройств по передаче электричества на небольшие расстояния с помощью магнитных явлений. Вначале было решено использовать в качестве "телепорта" радиоволны, но большое рассеивание в пространстве (следовательно, очень низкий КПД) сразу же отодвинуло на задний план такую идею. Что хорошо для переноса информации – плохо для электричества. Второй идеей Марина, также признанной негодной, была мысль об использовании оптики. Но при таком способе малейшая преграда на пути лазера – и не быть электричеству в нужном месте и нужное время. К тому же лучи вредны для окружающих предметов. Наконец американский доцент догадался использовать в качестве универсального передатчика явление магнитного резонанса. Магнитный резонанс – это отдельное поглощение устройством или материей электромагнитных волн определенной длины. Эффект обусловлен изменением ориентации электронов, ядер и их моментов. Так, каждая частица расщепляется на несколько подуровней, а затем происходит ориентация их магнитного момента относительно магнитного поля. В результате получается так называемый эффект Зеемана, когда происходит расщепление спектральных линий под действием другого магнитного поля. Если настроить источник индукции и приемник на определенную частоту, то обмен электроэнергией будет осуществляться строго между ними (в пределах погрешности, конечно). Отличным сравнением является момент, когда какой-нибудь оперный певец, стоя перед целым рядом бокалов, наполненных жидкостью до разного уровня, берет ноту и, в зависимости от ее высоты, разбивает определенный стеклянный сосуд. Стоит взять ноту выше или ниже, как тут же разобьется совершенно другой фужер.

Используя явление магнитного резонанса, эффект Зеемана и специальные улавливающие антенны (все "новшества" были придуманы еще в XIX веке ), Солячич смог зажечь 60-ваттную электрическую лампу, находясь в нескольких метрах от источника (такая технология передачи энергии получила название WiTricity). К источнику и приемнику присоединили настроенные на одну и ту же частоту медные катушки. Одна из них (источник) подключалась к розетке, а другая улавливала энергию, даже когда между устройствами находилось тонкое бумажное ограждение. Частота резонирования катушек составляет всего 10 МГц, следовательно, никакой опасности для здоровья живых организмов не наблюдается. В отличие от микроволн. К сожалению, размер катушек внушителен. Чтобы передать 60 ватт электричества на расстояние более двух метров (при комнатном напряжении 220 В) приходится использовать медные магнитные устройства 60 сантиметров в диаметре. Уменьшение их габаритов позволительно лишь с использованием более дорогостоящих проводящих материалов. Именно такой опыт совсем недавно провел процессорный гигант Intel.

Русские разработки

Под занавес тысячелетия инженер МЭИ доработал технологию передачи энергии Тесла средствами одноименного трансформатора. Увеличение КПД системы достигается за счет применения лазерных диодов – лазеров, в которых рабочей областью являются p-n переходы (область проводника с разной проводимостью: p – положительной; n – отрицательной), работающие в электронном газе (например, слое ионосферы). Принцип работы такого лазера аналогичен работе оптических приводов HD DVD и Blu-ray. На анод диода подают положительный потенциал (смещение в прямом направлении). P-область после пропускания через нее электрического тока создает высокую концентрацию неравновесных подвижных, квазичастиц (ионов и электронов) в n-области. Та, в свою очередь, совершает точно такие же действия относительно положительной области. Далее в p-области происходит туннелирование элементарных частиц с выделением фотонной и фононной энергии определенной мощности и длины волны. В результате электрического пробоя и фотоионизации в получившемся "канале" возникает высокая концентрация ионов и электронов, которые под действием кулоновых сил перемещаются от источника (трансформатора Тесла с лазером) к приемнику (устройству) с минимальным рассеиванием электричества. Мощность лазера составляет порядка 100 кВт, а резонирующее напряжение трансформатора Тесла может колебаться в пределе от 2 до 50 миллионов вольт. Несмотря на значительное повышение КПД трансформатора Тесла, применение  лазера пагубно влияет на расстояние передаваемой энергии и безопасность системы в целом. Изобретение Авраменко вряд ли пригодится в повседневной жизни (до тех пор, пока не удастся создать миниатюрные источники и приемники), а вот машиностроению и военным министерствам весьма выгодно управлять аппаратурой на расстоянии без постоянной подзарядки двигателей.

               Николе Тесла не повезло со временем. В начале ХХ века человечество не нуждалось в его творениях. Люди были озабочены совершенно другими потребностями. Уже сейчас с ростом населения, развитием технического прогресса и истощением природных ресурсов беспроводная передача энергии кажется одним из самых (если не самым) перспективных направлений развития технологий. К тому же это удобно. Можно не беспокоиться о емкости батареи ноутбука и наконец-то не волноваться о том, что аккумулятор телефона "сядет" в самый неподходящий момент.

2. Эксперимент по беспроводной передаче  электрической энергии: подтверждение идей Н. Тесла

2.1. Передатчик

            С помощью индукции, с резонансом или без него, удается передавать энергию на сравнительно небольшие расстояния. Но существуют проекты, беспроводной передачи энергии, предусматривающие передачу электрической энергии на мили.

            Принцип работы передатчика можно понять из простого опыта. Для его проведения понадобятся батарейка, пара провода, компас (см. рис. 1).

             Теперь все готово к изготовлению передатчика.

Если проложить провод возле стрелки компаса на расстоянии 3–5 см и затем перемкнуть им полюса батарейки, то в момент подключения можно заметить небольшое отклонение или движение стрелки. Это говорит о том, что получилось магнитное поле из электрического тока (поля). Отклонение стрелки происходит только в момент замыкания и размыкания провода. Это говорит о том, что магнитное поле возникает только при изменении направления тока, в этом случае в начале и прекращении.

            Более научно: движение электронов создает электрическое поле в проводнике, изменения которого создают вокруг проводника магнитное поле и это поле влияет на стрелку.

            Просто и понятно. Мы открыли явление электромагнитной индукции, которое независимо от нас еще в 1831 сделал Майкл Фарадей.

Рис. 1

2.2. Опыт Фарадея

           Усложним опыт. Возьмем два провода и разместим их параллельно на расстоянии примерно 3–5 см друг от друга. В цепь второго провода подключим чувствительный вольтметр (тестер или микроамперметр).

          Теперь при подключении первого провода к батарейке, прибор должен фиксировать возникновение тока во втором проводе. Ток конечно очень мал и вашему прибору может не хватить чувствительности, чтобы его зафиксировать. Но он есть. Произошла передача энергии на небольшое расстояние. Это сделал  Генрих Герц в 1889.

Итоги:

• напряжение батарейки создает поток электронов в первом проводе;
• движущиеся электроны создают магнитное поле вокруг провода;
• магнитное поле влияет на второй провод и вызывает в нем движение электронов или электрическое поле;

           Электрическое поле во втором проводе появляется только тогда, когда изменяется магнитное поле, то есть в момент включения или выключения.

           Важный вывод:  при изменении электрического поля изменяется магнитное поле, и его энергия может передаваться без проводов. Для того чтобы магнитное поле могло распространиться на большое расстояние, передатчику не хватит мощности. Для дальней радиопередачи нужен мощный генератор переменного тока – устройство, которое бы самостоятельно «включало и выключало» ток или изменяло его полярность. Причем частота колебаний генератора должна быть довольно высокой (например, для средних волн не менее 300 кГц). Чем выше частота генератора, тем меньше энергии будет затрачиваться на передачу и потребуются антенны меньших размеров. Но повышение частоты предъявляет более жесткие требования к элементам радиопередатчика. Нужны более высокочастотные  элементы и более стабильный генератор.

            Сложность изготовления и настройки элементов и узлов передатчика (и приемника тоже) напрямую зависит от частоты. Больше частота – сложней изготовление и выше стоимость. В свою очередь, отклонение частоты влияет на согласованную работу передатчика и приемника. Например, отклонение частоты средневолнового (300 кГц) передатчика на 1% вызовет изменение частоты на ±3 кГц, что в принципе допустимо. А отклонение на 1% передатчика, работающего на частоте 450 МГц, даст отклонение частоты на ±4.5 МГц. А это по ширине больше длинноволнового, средневолнового и частично коротковолнового диапазонов вместе взятых.

           Технологии развивались, и в наши дни полупроводниковые приборы вытеснили искру, генераторы, вакуумные лампы и многое из того, что считалось классическим для своего времени. Но, несмотря на достижения электроники, в современных передатчиках используются те же принципы, что и ранее.

2.3. Приёмник

            Во многих теориях, посвященных беспроводной передаче энергии, выпрямляющие антенны занимают центральное место. Они как правило, представляют собой решетку дипольных антенн с положительными и отрицательными полюсами. Эти антенны подключаются к полупроводниковым диодам.

            Такая система действует следующим образом:

• Микроволны, являющиеся частью электромагнитного спектра, попадают на дипольные антенны.
• Эти антенны вбирают энергию микроволн и переносят ее к диодам.
• Диоды действуют как ключи. Открываясь или закрываясь в нужный момент, они, подобно турникету, пропускают электроны только в одном направлении. После диодов электроны попадают на схему дисковой выпрямляющей антенны (ректенны).
• Задачей этой схемы является подача электроэнергии на элементы и системы, которые в ней нуждаются.

            Другие идеи, решающие задачу передачи энергии на еще большие расстояния, также предусматривают использование ректенн.  David Criswell из Хьюстонского университета предложил использовать микроволны для передачи электроэнергии на Землю с солнечных электростанций, расположенных на Луне. Предполагается, что на Земле десятки тысяч приемников будут улавливать эту энергию, а ректенны преобразуют ее в электричество.

            Микроволны легко проходят сквозь атмосферу, а ректенны выпрямляют их с образованием электричества очень эффективно. Кроме того, базирующиеся на Земле ректенны могут быть собраны в конструкции, напоминающие сетку, пропускающую к поверхности солнечные лучи и дождь, что сведет к минимуму отрицательное воздействие на окружающую среду. Такая система может обеспечить человечество чистой энергией. Однако у нее есть и некоторые недостатки.

            Солнечные электростанции на Луне будут нуждаться в контроле и техническом обслуживании. Иными словами, проект потребует создания жизнеспособных обитаемых лунных станций.

В любой заданный момент времени лишь часть поверхности Земли находится на линии прямой видимости с Луной. Для того, чтобы вся планета была обеспечена стабильным энергоснабжением, нужно, чтобы сеть спутников обеспечивала переадресацию микроволновой энергии.

             Многим людям не понравится то, что придется все время находиться под потоком микроволн из космоса, даже если риск для здоровья окажется сравнительно небольшим.

             В то время, как ученые построили действующие прототипы самолетов, работающих на микроволновой энергии, крупномасштабные проекты, такие как солнечные электростанции на Луне, все еще не вышли за пределы теории. Однако с ростом численности населения Земли потребности в электроэнергии будут опережать возможности ее производства и распространения. В конечном итоге, может оказаться, что беспроводная передача энергии станет необходимостью, а не просто интересной идеей.

            За кажущейся простотой скрыты десятилетия упорных исследований и экспериментов нескольких поколений ученых. И хотя основным принципам передачи и приема электромагнитных волн более 100 лет, до сих пор ученые бьются над повышением и понижением, увеличением и уменьшением, удешевлением и… Но реальность далека от идеала – увеличение в одном месте зачастую приводит к уменьшению в другом. И нет конца процессу усовершенствования.

3. Характеристика устройства беспроводной передачи электрической энергии

3.1. Предназначение устройства беспроводной передачи электрической энергии

1) Электрокары - Источником энергии служит ВЧ (высоко-частотный)  генератор достаточно большой мощности. Катушка контура генератора представляет собой один виток алюминиевой трубки. Дроссель  состоит из 25 витков медного провода сечением 1,5 мм в двойной волокнистой изоляции, намотанных в один слой на каркасе диаметром 30 мм. Для питания цепей генератора можно использовать выпрямитель от старого телевизора. Приемник  снабжен петлей связи из латунной трубки диаметром 3...4 мм. Емкость конденсатора  подбирают в пределах 1000... 3000 пФ, чтобы малогабаритный электродвигатель модели получал наибольшую энергию. Диод  - лучше всего кремниевый (например, переделанный из транзистора), он может быть также и германиевым типа DOG 50...63, DZG 1...4 . В зависимости от потребляемого двигателем тока соединяют параллельно несколько диодов. Соединено параллельно 5...6 диодов. Величина емкости конденсатора сглаживающего фильтра не критична.

 Модель трассы («улицы») размером 1x1 м изготовляют из пластмассы, доски или фанеры. Под ней помещают катушку, генератор ВЧ и блок питания.

                Вторичная обмотка (петля связи) модели представляет собой незамкнутый виток медного провода или трубки, уложенный на полу автомобиля. Если бы этот виток был замкнут, то он потреблял бы слишком много ВЧ энергии и сильно нагревался. Вариант модели с кузовом из пластмассы имел привод от электродвигателя на ось задних колес через зубчатую и фрикционную передачи с общим передаточным отношением 40:1. Очень важно, чтобы автомобиль имел как можно меньше металлических частей.

2) Девайсы – Возможность бесперебойной работы электрических бытовых приборов (телевизоры, ноутбуки, сотовые телефоны и др.) без питающих проводов в пределах небольшого радиуса.

3) Авиотехника – самолеты имеющие возможность летать в воздухе долгие месяцы без горючего топлива.

3.2. Влияние беспроводной передачи электроэнергии на здоровье человека

и экономическая значимость

                Человеческий организм всегда реагирует на внешнее электромагнитное поле. В силу различного волнового состава и других факторов электромагнитное поле различных источников действует на здоровье человека по-разному. Широкие исследования влияния электромагнитных полей на здоровье были начаты в нашей стране в 60-е годы. Было установлено, что нервная система человека чувствительна к электромагнитному воздействию, а также что поле обладает так называемым информационным действием при воздействии на человека в интенсивностях ниже пороговой величины теплового эффекта (величина напряженности поля, при которой начинает проявляться его тепловое воздействие).

            Современные достижения науки доказывают, что мир, в котором мы живём, не является слепым сцеплением атомов, молекул, сил энергии и т.д. Он — единое образование, в котором все части связаны между собой так, что каждая является причиной следующей и следствием предыдущей. В этом едином образовании биологический организм, и человек в частности, представляет собой сложный органический объект, целиком и полностью зависящий от условий окружающей         его среды         пребывания.
           Электрические и магнитные поля являются очень сильными факторами влияния на состояние всех биологических объектов, попадающих в зону их воздействия. При существующей ныне загрязнённой электромагнитной обстановке пагубное влияние паразитных электромагнитных волн на организм человека очень велико. В этих условиях самостоятельно защититься от постоянного разрушительного потока паразитных электромагнитных излучений человеческий организм не может. Безопасный уровень воздействия электромагнитного поля для каждого человека строго индивидуален, поэтому существующие санитарные нормы для огромного количества людей безопасными не являются. Электромагнитные излучения «умеют» накапливаться в биологическом организме и постепенно вызывать различные необратимые процессы. Методы защиты от пагубного влияния электромагнитных волн на биологический организм базируются на одном главном условии — «минимизировать контакт человека с ЭМИ, а в ряде случаев — полностью исключить эту дополнительную нагрузку».

           Методы защиты здоровья людей от электромагнитного воздействия.  Организационные мероприятия по защите населения от электромагнитных полей. К организационным мероприятиям по защите от действия электромагнитных полей можно отнести:
1.        Выбор режимов работы излучающего оборудования, обеспечивающих уровень излучения, не превышающий предельно        допустимый.
2.         Ограничение места и времени нахождения людей в зоне действия поля.
3.         Обозначение и ограждение зон с повышенным уровнем излучения.
         Защита временем. Применяется, когда нет возможности снизить интенсивность излучения в данной точке до предельно допустимого уровня. Путем обозначения, оповещения и т.п. ограничивается время нахождения людей в зоне выраженного воздействия электромагнитного поля. В действующих нормативных документах предусмотрена зависимость между интенсивностью плотности потока энергии и временем         облучения.
        Защита расстоянием. Применяется, если невозможно ослабить воздействие другими мерами, в том числе и защитой временем. Метод основан на падении интенсивности излучения, пропорциональном квадрату расстояния до источника. Защита расстоянием положена в основу нормирования санитарно-защитных зон - необходимого разрыва между источниками поля и жилыми домами, служебными помещениями и т.п. Границы зон определяются расчетами для каждого конкретного случая размещения излучающей установки при работе её на максимальную мощность излучения. В соответствии с ГОСТ 12.1.026-80 зоны с опасными уровнями излучения ограждаются, на ограждениях устанавливаются предупреждающие знаки с надписями: "Не входить,        опасно!".
         Инженерные мероприятия по защите людей от электромагнитного воздействия.
Инженерные защитные мероприятия строятся на использовании явления экранирования электромагнитных полей, либо на ограничении эмиссионных параметров источника поля (снижении интенсивности излучения). При этом второй метод применяется в основном на этапе проектирования излучающего объекта. Электромагнитные излучения могут проникать в помещения через оконные и дверные проемы (явление дисперсии электромагнитных волн). Для экранирования оконных проемов применяются либо мелкоячеистая металлическая сетка (этот метод защиты не распространён по причине не эстетичности самой сетки и значительного ухудшения вентиляционного газообмена в помещении), либо металлизированное (напылением или горячим прессованием) стекло, обладающее экранирующими свойствами. Металлизированное стекло горячего прессования имеет кроме экранирующих свойств повышенную механическую прочность и используется в особых случаях (например, для наблюдательных окон на атомных регенерационных установках). Для защиты от электромагнитного воздействия населения чаще всего применяется стекло, металлизированное напылением. Напылённая плёнка металлов (олово, медь, никель, серебро) и их оксидов обладает достаточной оптической прозрачностью и химической стойкостью. Нанесенная на одну сторону поверхности стекла, она ослабляет интенсивность излучения в диапазоне [0,8..150] см в 1000 раз. При нанесении плёнки на обе стороны стекла достигается 10- тысячекратное снижение         интенсивности.
           Экранирование дверных проемов в основном достигается за счет использования дверей из проводящих         материалов         (стальные         двери).
           Для защиты населения от воздействия электромагнитных излучений могут применяться специальные строительные конструкции: металлическая сетка, металлический лист или любое другое проводящее покрытие, а также специально разработанные строительные материалы. В ряде случаев (защита помещений, расположенных относительно далеко от источников поля) достаточно использования заземленной металлической сетки, помещаемой под облицовку стен помещения или заделываемой в штукатурку. В сложных случаях (защита конструкций, имеющих модульную или некоробчатую структуру) могут применяться также различные пленки и ткани с электропроводящим         покрытием.
            Из специальных экранирующих материалов в настоящее время получили широкое распространение металлизированные ткани на основе синтетических волокон. Экранирующие текстильные материалы обладают малой толщиной, легкостью, гибкостью, хорошо закрепляются смолами и синтетическими клеящими составами.

            За последние годы количество разнообразных источников электромагнитных излучений во всём частотном диапазоне (вплоть до десятков ГГц) резко увеличилось: радио — и телестанции, средства радиолокации и радиосвязи, в т.ч. мобильной и спутниковой, различных энергетических и энергоёмких установок, появилось множество систем спутниковой и сотовой связи, мобильной радиосвязи, радарные системы, сотни новых телеканалов и радиовещательных станций и т.д. Такой колоссальный рост напряжённости электромагнитных полей (ЭМП) имеет определённые         биологические         последствия.
           За последние десятилетия сформировался новый фактор окружающей среды — электромагнитные поля (ЭМП) антропогенного происхождения. Некоторые специалисты относят ЭМП к числу сильнодействующих экологических факторов с катастрофическими последствиями для         всего          живого.
          Другая распространённая критическая точка зрения, принятая по отношению к системе беспроводной передачи Тесла, касается её возможного воздействия на биосферу.  (Это происходит всякий раз во время грозы в разных точках мира).  С точки зрения экономической теории, многие страны выиграли бы от применения беспроводной системы. Понадобились бы только частные, географически разбросанные приемные подстанции. Подобно радио или телевидению, необходим только один резонансный приёмник энергии, который может, в конце концов, быть встроенным и в сами приборы, так что необходимость в проводах питания отпадёт! В качестве примера можно привести кабельное или "прямое" телевидение, которое в 21 веке стало очень популярным, а "прямое электричество" Тесла является его точной аналогией.

         Мы считаем, что данное исследование следует продолжить, акцентируя особое внимание на практической деятельности, направленной на изготовление передатчика и приёмника электрической энергии без проводов и расчёта затраты для изготовления  передатчика и приёмника электрической энергии без проводов.

Заключение

            Идея беспроводной передачи электроэнергии не остаётся безнадежной. Ведь ученые из Массачусетского технологического института в рамках работ над проектом WiTricity доказали, что беспроводная передача электроэнергии возможна. Суть технологии в том, что подключенный к источнику питания передатчик, представляющий собой, так называемый долгоживущий резонатор, создает внутри себя электромагнитное поле. Чтобы образовалось электрическое напряжение, необходимо поместить в радиус приема резонатор, настроенный на ту же частоту, что и передатчик. 

            В природе существует масса примеров резонанса. Самый известный — когда несколько одинаковых стеклянных стаканов наполняются разным количеством воды, если по каждому стакану постучать металлической ложкой, то каждый стакан будет издавать уникальный звук. Спустя много лет интерес к этой проблеме возник опять. Вместо акустического резонанса физики используют частотный резонанс электромагнитных волн. В заряжающей установке есть две небольшие электрокатушки, которые резонируют в диапазоне частоты 10 МГц и обмениваются электроэнергией и чем дольше взаимодействие между элементами, тем больше тока прибывает приемнику. Как известно, к электромагнитному излучению относят радиоволны, оптическое излучение и жёсткие лучи (рентгеновские и гамма). Не секрет, что традиционные системы, излучающие электромагнитные волны, не могут передавать эффективно потоки энергии, поскольку она просто рассеивается во внешней среде. Во избежание таких больших потерь энергии ученые применили специальный класс излучателей, создающих вокруг себя так называемое "неизлучающее"  электромагнитное поле. Энергия этого поля может передаваться только объектам, частота вибрации которых совпадает с собственной частотой электромагнитного поля излучателя.  

          Таким образом, настроив такие излучатели на одну частоту с электронным прибором, поток энергии можно будет подводить к нему с малыми потерями. Учённые провели ряд экспериментов, в которых удалось получить такой результат: передача электроэнергии мощностью в 800 Вт, на расстояние 5 метров, а в некоторых случаях, получалось увеличить расстояние до 15 метров. Также, было замечено, что при увеличении транспортируемых мощностей, потери при передачи значительно понижаются. Повышая КПД. Хоть, это и является относительно малыми расстояниями и невысоким коэффициентом полезного действия, всего в 9-14%, но сам факт даёт большие надежды. Все изобретения и устройства начинали с малых показателей. У любого нового открытия существует естественный путь развития и эволюции, идя по которому, любая вещь на каждом шаге улучшается. В результате прохождения такого пути, она становится совершенней за счёт уменьшения габаритов, улучшения внутренних характеристик, повышение экономности, эффективности и т.д. Подмножество таких технологий с радиусом действия от нескольких миллиметров до одного сантиметра могут найти применение в домашних цифровых приложениях.  

            Например, для беспроводной зарядки мобильных телефонов. Технологии с радиусом действия от нескольких десятков сантиметров до одного метра могут использоваться для беспроводного питания настольных ПК, цифровых камер, телевизоров. Они смогут передавать “по воздуху” мощность в несколько десятков ватт. Хотя технология беспроводной передачи электроэнергии сейчас не совершенна, но она должна развиваться, ей нельзя останавливаться. Так как эта технология может принести в мир людей большую пользу.

Библиографический список

1. Science Magazine — «Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances»(англ.)
2. MIT news Office June 7, 2007 «Goodbye wires…»(англ.)
3. Рабочие технологии для беспроводной зарядки портативных устройств
4. membrana.ru 15 ноября 2006 «Разработан способ беспроводной передачи электроэнергии»
5. membrana.ru 18 июня 2007 «Заработал новый способ беспроводной передачи электричества»
6. Наталья Ковалевская.«Держатели плазмы» //Власть денег Март 2007 (№ 123)
7. Шамиль Гареев.«Электричество будет передаваться без проводов» //Великая Эпоха 12.06.2007

8. Владимир Заманский. «Киевский Тесла» // «Газета по-киевски» 15.09.2007 — Статья об инженере, повторившим опыт Теслы по беспроводной передаче электричества.

9. — «Бесконтактная технология передачи энергии CPS®(Contactless Power System) компании VAHLE»(анг