अनुनाद प्रेरणिक युग्मन: Difference between revisions

From Vigyanwiki
(No difference)

Revision as of 12:07, 11 April 2023

सबसे आधारभूत अनुनाद प्रेरणिक युग्मन ताररहित ऊर्जा स्थानांतरण प्रणाली का आरेख।[1]　इसे दूसरी-अनुनाद तकनीक कहा जाता है।[2]
2007 में मरीं सोलजकीक की एम आइ टी समूह द्वारा प्रदर्शित विट्रिकिटी आनुनाद प्रेरणिक ताररहित ऊर्जा प्रणाली का आरेख। अनुनाद परिपथ तांबे के तार की कुंडकियाँ थीं जो 10 MHz पर उनकी आंतरिक धारिता (डॉटेड कैपेसिटर) के साथ प्रतिध्वनित होते थे। ऊर्जा को प्रेषक रेज़ोनेटर में जोड़ा गया था, और अभिग्राही रेज़ोनेटर से रेक्टीफायर में, छोटे कुंडली्स द्वारा जो प्रतिबाधा मिलान के लिए भी कार्य करता था। इस संबंध में, एमआईटी के शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि उन्होंने गैर-विकिरणशील विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा आनुनादिक टनलिंग का उपयोग करके ताररहित रूप से विद्युत स्थानांतरित करने का एक नया तरीका खोजा है।[3]

अनुनाद प्रेरणिक युग्मन या चुंबकीय चरण तुल्यकालिक युग्मन[4][5] प्रेरणिक युग्मन के सापेक्ष एक घटना है, जिसमें जब शिथिल युग्मित कुंडल का 'द्वितीयक' पक्ष प्रतिध्वनित होता है तों युग्मन और अधिक ऊर्जाशाली हो जाता है ।[5] इस प्रकार का एक आनुनादिक ट्रांसफॉर्मर प्रायः एनालॉग परिपथ में बैंडपास फ़िल्टर के रूप में उपयोग किया जाता है। अनुनाद प्रेरणिक युग्मन का उपयोग पोर्टेबल संगणक, दूरभाष और वाहनों के सापेक्ष तार रहित ऊर्जा प्रणाली में भी किया जाता है।

अनुप्रयोग

विभिन्न आनुनादिक युग्मन प्रणालियां उपयोग में हैं या कम दूरी (2 मीटर तक) के लिए विकास के अधीन हैं[6] लैपटॉप, टैबलेट, स्मार्टफोन, रोबोट वैक्यूम, प्रत्यारोपित चिकित्सा उपकरणों, और इलेक्ट्रिक कारों, एस सी माग्लोव ट्रेनों जैसे वाहनों के लिए ताररहित विद्युत प्रणालियां[7] और स्वचालित निर्देशित वाहन आदि [8] विशिष्ट तकनीकों में सम्मिलित हैं:

अन्य अनुप्रयोगों में सम्मिलित हैं:

टेस्ला कुंडली एक आनुनादिक ट्रांसफॉर्मर परिपथ है जिसका उपयोग बहुत अधिक विभव उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, और उच्च विभव स्थिरवैद्युत यंत्रों जैसे वान डी ग्राफ जनरेटर की तुलना में बहुत अधिक धारा प्रदान करने में सक्षम है।[10]　यद्यपि, इस प्रकार की प्रणाली आधुनिक ताररहित ऊर्जा प्रणाली के विपरीत, जो बहुत कम ऊर्जा नष्ट करती है, अपनी अधिकांश ऊर्जा रिक्त स्थान में विकिरित करती है।

आनुनादिक ट्रांसफार्मर व्यापक रूप से रेडियो परिपथ में बैंडपास फिल्टर के रूप में और विद्युत आपूर्ति परिवर्तित करने में उपयोग किए जाते हैं।

इतिहास

1894 में निकोला टेस्ला ने अनुनाद प्रेरणिक युग्मन का प्रयोग किया, जिसे विद्युत् गतिक प्रेरण के रूप में भी जाना जाता है, जो 35 साउथ फिफ्थ एवेन्यू प्रयोगशाला में और बाद में न्यूयॉर्क शहर में 46 ई. ह्यूस्टन स्ट्रीट प्रयोगशाला में स्फुरदीप्त और तापदीप्त लैम्प को ताररहित रूप से प्रज्ज्वलित करता है।[11][12][13] 1897 में उन्होंने एक उपकरण का एकस्व कराया[14] जिसे उच्च-विभव टेस्ला कुंडली आनुनादिक परिवर्तक या टेस्ला कुंडली कहा जाता है। जिसका कार्य आनुनादिक प्रेरण द्वारा विद्युत ऊर्जा को प्राथमिक कुंडली से द्वितीयक कुंडली में स्थानांतरित करना है। टेस्ला कुंडली उच्च आवृत्ति पर उच्च विभव का उत्पादन करने में सक्षम है। उपकरण के विनाश की गंभीर उत्तरदायित्व के बिना और इसके निकट आने या इसे संभालने वाले व्यक्तियों के लिए संकट के बिना, उच्च-क्षमता वाले विद्युत धाराओं के सुरक्षित उत्पादन और उपयोग के लिए उपयुक्त प्रारूप की अनुमति है।

1960 के दशक के प्रारंभ में प्रत्यारोपण योग्य चिकित्सा उपकरणों में आनुनादिक आगमनात्मक ताररहित ऊर्जा हस्तांतरण का सफलतापूर्वक उपयोग किया गया था[15] इसमें पेसमेकर और कृत्रिम हृदय जैसे उपकरण सम्मिलित हैं। जबकि प्रारंभिक प्रणालियाँ एक आनुनादिक अभिग्राही कुंडली का उपयोग करती थीं। बाद के प्रणाली[16] आनुनादिक प्रेषक कुंडली को भी प्रारंभ किया। इन चिकित्सा उपकरणों को कम ऊर्जा वाले इलेक्ट्रॉनिकी का उपयोग करते हुए उच्च दक्षता के लिए प्ररूपित किया गया है, जबकि कुंडली के कुछ अपसंरेखण और गतिशील व्यावर्तन को कुशलता से समायोजित किया गया है। आरोप्य अनुप्रयोगों में कुंडलियों के मध्य अलगाव सामान्यतः 20 सेमी से कम होता है। आज आनुनादिक आगमनात्मक ऊर्जा हस्तांतरण नियमित रूप से कई व्यावसायिक रूप से उपलब्ध चिकित्सा प्रत्यारोपण योग्य उपकरणों में विद्युत ऊर्जा प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है।[17]

विद्युतीय वाहन और बसों को प्रयोगात्मक रूप से ऊर्जा प्रदान करने के लिए ताररहित विद्युत ऊर्जा हस्तांतरण, आनुनादिक प्रेरक ऊर्जा हस्तांतरण का एक उच्च ऊर्जा अनुप्रयोग (>10 kW) है। पुनः आवेशन के लिए उच्च ऊर्जा स्तर की आवश्यकता होती है और परिचालन अर्थव्यवस्था के लिए और प्रणाली के नकारात्मक पर्यावरणीय प्रभाव से बचने के लिए उच्च ऊर्जा हस्तांतरण दक्षता की आवश्यकता होती है। 1990 के आस-पास निर्मित प्रायोगिक विद्युतीकृत रोडवे टेस्ट ट्रैक ने विशेष रूप से सुसज्जित बस स्टॉप पर एक प्रारूप बस की बैटरी को रिचार्ज करते समय 60% से कुछ अधिक ऊर्जा दक्षता प्राप्त की।[18][19] चलते समय अधिक कुंडली अंतराल के लिए बस को आकुंचनशील अभिग्राही कुंडली के साथ तैयार किया जा सकता है। संचालित होने पर इसे प्रेषक और अभिग्राही कुंडली के मध्य का अंतर 10 सेमी से कम होने के लिए प्ररूपित किया गया था। पार्किंग स्थलों और गैरेजों में भी विद्युत वाहन को रिचार्ज करने के लिए बसों के अतिरिक्त ताररहित स्थानांतरण के उपयोग की जांच की गई है।

इनमें से कुछ ताररहित अनुनाद प्रेरणिक उपकरण कम मिलीवाट ऊर्जा स्तर पर कार्य करते हैं और बैटरी से चलने वाले होते हैं। अन्य उच्च किलोवाट विद्युत स्तरों पर कार्य करते हैं। वर्तमान प्रत्यारोप्य चिकित्सीय और रोड विद्युतीकरण उपकरण प्ररूपित प्रसार के मध्य एक संकार्य दूरी पर 75% से अधिक स्थानांतरण दक्षता प्राप्त करते हैं और 10 सेमी से कम के कुंडली प्राप्त करते हैं।

1993 में, न्यूज़ीलैंड में ऑकलैंड विश्वविद्यालय के प्रोफेसर जॉन बॉयज़ और प्रोफेसर ग्रांट कोविक ने छोटे वायु अंतराल में बड़ी मात्रा में ऊर्जा स्थानांतरित करने के लिए प्रणाली विकसित किया।[4][5][20] यह चलती क्रेन और जापान में एजीवी गैर-संपर्क विद्युत आपूर्ति के रूप में व्यावहारिक उपयोग में उपस्थित रहा था।[8]1998 में, आरएफआईडी टैग का एकस्व कराया गया जो इस तरह से संचालित थे।[21]

नवंबर 2006 में, मारिन सोलजैकिक और मैसाचुसेट्स की तकनीकी संस्था के अन्य शोधकर्ताओं ने दृढ़ता से युग्मित आनुनादिक यंत्रों के आधार पर ताररहित ऊर्जा प्रसारण के लिए इस निकट क्षेत्र के व्यवहार को प्रारंभ किया।[22][23][24] एक सैद्धांतिक विश्लेषण में,[25] वे प्रदर्शित करते हैं कि, विद्युत चुम्बकीय आनुनादिक यंत्रों को प्ररूपित करके, जो विकिरण और अवशोषण के कारण न्यूनतम हानि प्राप्त करते हैं और मध्य-श्रेणी की सीमा के साथ एक निकट क्षेत्र मे अवस्थित है, मध्य-श्रेणी में कुशल ताररहित ऊर्जा-स्थानांतरण संभव है। इसका कारण यह है कि, यदि दो ऐसे आनुनादिक परिपथ एक ही आवृत्ति पर समस्वरित किए गए तरंग दैर्ध्य के एक अंश के भीतर होते हैं, तो उनके निकट क्षेत्र आनुनादिक तरंग युग्मन के माध्यम से जुड़ जाते हैं। यह दोलित्र तरंग सूचकों के मध्य विकसित होती हैं, जो ऊर्जा को एक वस्तु से दूसरी वस्तु में स्थानांतरित करने की अनुमति दे सकती हैं, जो कि सभी हानि समयों की तुलना में बहुत कम समय में होती है, और इस प्रकार ये अधिकतम संभव ऊर्जा-स्थानांतरण दक्षता के साथ लंबे समय तक प्ररूपित किए गए थे। चूंकि आनुनादिक तरंग दैर्ध्य आनुनादिक यंत्रों की तुलना में बहुत बड़ा है, क्षेत्र आसपास के बाहरी वस्तुओं पर ध्यान नहीं देता है और इस प्रकार इस मध्य-श्रेणी की ऊर्जा-हस्तांतरण योजना को लाइन-ऑफ़-विज़न की आवश्यकता नहीं होती है। युग्मन प्राप्त करने के लिए विशेष रूप से चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके, यह विधि सुरक्षित हो सकती है, क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र जीवित जीवों के साथ कमजोर रूप से संपर्क करते हैं।

2008 में वाईपावर के ऐसा करने के उपरांत, एप्पल. ने 2010 में इस प्रौद्योगिकी पर एकश्व के लिए आवेदन किया।[26]

अतीत में, जे आर टोकाई एस सी मैग्लेव कार में उपयोग किया जाने वाला ऊर्जा स्रोत एक गैस टर्बाइन जनरेटर से उत्पन्न होता था। 2011 में, वे जे आर टोकाई के स्वामित्व वाली 9.8 kHz चरण तुल्यकालिक तकनीक द्वारा ए जी वी की ताररहित ऊर्जा योजना के समान तकनीक के आधार पर एक बड़े अंतर में चार्ज करते समय चालन करने में सफल रहे। और जापानी भूमि, आधारभूत ढांचा और परिवहन मंत्रालय ने प्रौद्योगिकी का मूल्यांकन किया क्योंकि व्यावहारिक उपयोग के लिए सभी समस्याओं को दूर कर दिया गया था।[27] एस सी मैग्लेव का निर्माण, प्रारंभ और वाणिज्यिक उपयोग 2027 में प्रारंभ होगा।[28]



अन्य प्रौद्योगिकियों के साथ तुलना

पीपी मूल प्रेषक और अभिग्राही परिपथ टाइप करें, रुपये और आरआर संबंधित कैपेसिटर्स और इंडक्टर्स में प्रतिरोध और हानि हैं। Ls और Lr को छोटे युग्मन गुणांक, k द्वारा जोड़ा जाता है, सामान्यतः 0.2 से नीचे

गैर-आनुनादिक युग्मित प्रेरक, जैसे कि विशिष्ट ट्रांसफार्मर, चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाले प्राथमिक कुंडल के सिद्धांत पर कार्य करते हैं और एक द्वितीयक कुंडल उस क्षेत्र के जितना संभव हो उतना कम होता है ताकि द्वितीयक से गुजरने वाली ऊर्जा उसके जितना संभव हो उतना निकट हो। यह आवश्यकता है कि क्षेत्र को द्वितीयक परिणामों द्वारा बहुत कम सीमा में समाविष्ट किया जाए और सामान्यतः एक चुंबकीय कोर की आवश्यकता होती है। अधिक दूरी पर गैर-अनुनाद प्रेरण विधि अत्यधिक अक्षम है और प्राथमिक कुंडली के प्रतिरोधी हानि में ऊर्जा के विशाल बहुमत को नष्ट कर देती है।

अनुनाद का उपयोग नाटकीय रूप से दक्षता में सुधार करने में मदद कर सकता है। यदि आनुनादिक युग्मन का उपयोग किया जाता है, तो द्वितीयक कुंडली धारिता उद्भार होता है ताकि समस्वरण एलसी परिपथ बन सके। यदि प्राथमिक कुंडली को द्वितीयक पक्ष आनुनादिक आवृत्ति पर संचालित किया जाता है, तो यह पता चलता है कि कुंडली के मध्य उचित दक्षता पर कुंडली व्यास के कुछ गुना की सीमा में महत्वपूर्ण ऊर्जा संचारित हो सकती है।[29]

बैटरी से जुड़ी लागतों की तुलना में, विशेष रूप से गैर-रिचार्जेबल बैटरी की तुलना में, बैटरी की लागत सैकड़ों गुना अधिक होती है। ऐसी स्थितियों में जहां विद्युत का स्रोत निकटता में उपलब्ध है, यह एक सस्ता उपाय हो सकता है।[30] इसके अतिरिक्त, जबकि बैटरी को समय-समय पर रखरखाव और प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती है, आनुनादिक ऊर्जा हस्तांतरण का उपयोग इसके अतिरिक्त किया जा सकता है। बैटरियां अतिरिक्त रूप से उनके निर्माण और उनके निपटान के समय प्रदूषण उत्पन्न करती हैं जिससे अत्यधिक सीमा तक बचा जाता है।

विनियम और सुरक्षा

मेन-वायर्ड उपकरण के विपरीत, इसे किसी सीधे विद्युत संबंध की आवश्यकता नहीं होती है और इसलिए विद्युत के झटके की संभावना को कम करने के लिए उपकरण को सील किया जा सकता है।

क्योंकि इसमे मुख्य रूप से चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करके युग्मन प्राप्त किया जाता है; यह तकनीक अपेक्षाकृत सुरक्षित हो सकती है। अधिकांश देशों में विद्युतचुम्बकीय क्षेत्र अनावृत्ति के लिए सुरक्षा मानक और दिशानिर्देश उपलब्ध हैं। [31][32] यह प्रणाली दिशानिर्देशों को पूरा कर सकता है तथा कम कठोर नियमित आवश्यकताएं प्रेषक से वितरित ऊर्जा और सीमा पर निर्भर करती हैं। अधिकतम अनुशंसित बी-क्षेत्र आवृति का एक जटिल फलन है, उदाहरण के लिए आईसीएनआईआरपी दिशानिर्देश 100 kHz से कम दसियों माइक्रोटेस्ला के आरएमएस क्षेत्र की अनुमति देते हैं, जो वीएचएफ में 200 नैनोटेस्ला की आवृत्ती के साथ घटित होते हैं, और 400 मेगाहर्ट्ज़ से ऊपर के निचले स्तर, जहां शरीर के अंग टिक सकते हैं व्यास में एक तरंग दैर्ध्य की तुलना में वर्तमान सीमाओ, और गहरी ऊतक ऊर्जा अवशोषण अपने अधिकतम तक पहुँचता है।

नियोजित प्रणालियाँ पहले से ही चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं, उदाहरण के लिए दस किलोहर्ट्ज़ में प्रेरण कुकर जहाँ उच्च क्षेत्रों की अनुमति देता है, और संपर्क रहित स्मार्ट कार्ड रीडर, जहाँ उच्च आवृत्ति संभव है क्योंकि आवश्यक ऊर्जा न्यूनतम है।

तंत्र विवरण

सिंहावलोकन

एक युग्म के रूप में दो अनुनाद देखे जाते हैं

यह प्रक्रिया आनुनादिक ट्रांसफॉर्मर में होती है, एक विद्युत घटक जिसमें ट्रांसफॉर्मर में एक ही कोर पर उच्च क्यू कारक कुंडली होती हैं, जो एक युग्मित एलसी परिपथ निर्मित करने के लिए कुंडली से जुड़ेसंधारित्र के साथ युग्मित होते हैं।

सबसे आधारभूत अनुनाद प्रेरणिक युग्मन में प्राथमिक पक्ष पर एक चालक कुंडली और द्वितीयक पक्ष पर एक अनुनाद परिपथ होता है।[33][5][2]इस स्थिति में, जब द्वितीयक पक्ष पर आनुनादिक अवस्था प्राथमिक पक्ष से देखी जाती है, तो युग्म के रूप में दो अनुनाद देखे जाते हैं।[34][5]उनमें से एक को प्रतिध्वनि आवृत्ति या समानांतर आनुनादिक आवृत्ति 1 कहा जाता है, और दूसरे को अनुनाद आवृत्ति या क्रमिक अनुनाद आवृत्ति 1' कहा जाता है।[5]द्वितीयक कुंडली के शॉर्ट-परिपथ प्रेरण और अनुनाद धारित्र को एक आनुनदिक परिपथ में युग्मित किया जाता है।[35][5]जब प्राथमिक कुंडली को द्वितीयक पक्ष के आनुनादिक आवृत्ति के साथ संचालित किया जाता है, तो प्राथमिक कुंडली और द्वितीयक कुंडली के चुंबकीय क्षेत्र के चरणों को समक्रमित किया जाता है।[5] परिणामस्वरूप आपसी प्रवाह में वृद्धि के कारण द्वितीयक कुंडली पर अधिकतम विभव उत्पन्न होता है, और प्राथमिक कुंडली का तांबे का हानि कम हो जाता है जिसके परिणामस्वरूप ताप उत्पादन कम हो जाता है, और दक्षता में अपेक्षाकृत सुधार होता है।[2]अनुनाद प्रेरणिक युग्मन चुंबकीय रूप से युग्मित कुंडली के मध्य निकट और दूर क्षेत्र में ताररहित ऊर्जा हस्तांतरण है, जो चालन आवृत्ति के समान आवृत्ति पर विद्युत अनुनाद के लिए अनुनाद परिपथ का भाग है।

अनुनाद अवस्था में युग्मन गुणांक

Main article: अधिष्ठापन § युग्मन गुणांक
See also: द्वि समस्वरित प्रवर्धक

ट्रांसफार्मर में, प्राथमिक कुंडली के माध्यम से धारा द्वारा उत्पन्न प्रवाह का केवल एक भाग द्वितीयक कुंडली और इसके विपरीत युग्मित होता है। जो भाग युगल होता है उसे पारस्परिक प्रवाह कहा जाता है और जो भाग युगल नहीं करता है उसे रिसाव प्रवाह कहा जाता है।[36] जब प्रणाली अनुनाद अवस्था में नहीं होता है, तो यह मुक्त-परिपथ विभव की दिशा मे जाता है जो कुंडली के घुमाव अनुपात द्वारा अनुमानित प्रवाह की तुलना में द्वितीयक पर कम होता है। युग्मन की श्रेणी युग्मन गुणांक नामक मापदण्ड द्वारा संदर्भित की जाती है। युग्मन गुणांक, k, ट्रांसफॉर्मर मुक्त-परिपथ विभव अनुपात के अनुपात के रूप में परिभाषित किया गया है जो कि तब प्राप्त होगा यदि सभी प्रवाह एक कुंडली से दूसरे में मिलते हैं। यद्यपि, यदि यह मुक्त परिपथ नहीं है, तो प्रवाह अनुपात परिवर्तित हों जाएगा जिसका मान k, 0 और ±1 के मध्य स्थित है। प्रत्येक कुंडली प्रेरण को आनुपातिक रूप से दो भागों में विभाजित किया जा सकता है k:(1−k). ये क्रमशः आपसी प्रवाह उत्पन्न करने वाला और लीकेज प्रवाह उत्पन्न करने वाला एक प्रेरक है।

युग्मन गुणांक प्रणाली की ज्यामिति का एक फलन है। यह दो कुंडली के मध्य स्थितीय संबंध से तय होता है। जब प्रणाली अनुनाद अवस्था में होता है और जब यह अनुनाद अवस्था में नहीं होता है, या भले ही प्रणाली अनुनाद अवस्था में हो और घुमाव अनुपात से बड़ा द्वितीयक विभव उत्पन्न होता है, तो युग्मन गुणांक परिवर्तित नहीं होता है। यद्यपि, अनुनाद स्थितियों में, प्रवाह अनुपात परिवर्तित हों जाता है और आपसी प्रवाह बढ़ जाता है।

आनुनादिक प्रणालियों को शक्तिशाली युग्मित, शिथिल युग्मित, गंभीर रूप से युग्मित या अतियुग्मित कहा जाता है। चुस्त युग्मन तब होता है जब पारंपरिक लौह-कोर ट्रांसफार्मर के साथ युग्मन गुणांक लगभग 1 होता है। अतियुग्मन तब होता है जब द्वितीयक कुंडली इतना निकट होता है और प्रतिअनुनाद के प्रभाव से पारस्परिक प्रवाह का निर्माण बाधित होता है, और महत्वपूर्ण युग्मन तब होता है जब पासबैंड में स्थानांतरण इष्टतम होता है। शिथिल युग्मन तब होता है जब कुंडली एक दूसरे से दूर अवस्थित होते हैं, जिससे कि अधिकांश प्रवाह द्वितीयक से चूक जाते हैं। टेस्ला कुंडलीयों में लगभग 0.2 गुणांक का उपयोग किया जाता है, और अधिक दूरी पर, उदाहरण के लिए आगमनात्मक ताररहित ऊर्जा प्रसारण के लिए, यह 0.01 से कम हो सकता है।

विभव लाभ (पी-पी प्रकार)

सामान्यतः गैर-अनुनाद वाले युग्मित कुंडलीयों का विभव लाभ सीधे माध्यमिक और प्राथमिक प्रेरकों के अनुपात के वर्गमूल के समानुपाती होता है।

यद्यपि, यदि आनुनादिक युग्मन की स्थिति में, उच्च विभव उत्पन्न होता है। शॉर्ट-परिपथ प्रेरण Lsc2 द्वितीयक पक्ष पर निम्न सूत्र द्वारा प्राप्त किया जा सकता है।

शॉर्ट-परिपथ प्रेरण Lsc2 और अनुनाद संधारित्र Cr द्वितीयक पक्ष पर प्रतिध्वनित होता है। अनुनाद आवृत्ति ω2 इस प्रकार है।

यह मानते हुए कि भार प्रतिरोध Rl है, द्वितीयक अनुनाद परिपथ का Q मान इस प्रकार है।

अनुनाद आवृत्ति के शिखर पर अनुनाद संधारित्र Cr में उत्पन्न विभव Q मान के समानुपाती होता है। इसलिए, प्रणाली के प्रतिध्वनित होने पर प्राथमिक कुंडली के संबंध में द्वितीयक कुंडली का विभव लाभ Ar इस प्रकार है

P-P प्रकार के विषय में, Q1 विभव लाभ में योगदान नहीं करता है।

विट्रिकिटी प्रकार अनुनाद प्रेरणिक युग्मन प्रणाली

विट्रिकिटी प्रकार के चुंबकीय अनुनाद की विशेषता यह है कि इसमे प्राथमिक पक्ष पर आनुनादिक कुंडली और द्वितीयक पक्ष पर आनुनादिक कुंडली युग्मित किए जाते हैं। प्राथमिक आनुनादिक कुंडली प्राथमिक चालक कुंडली धारा को बढ़ाती है और प्राथमिक आनुनादिक यंत्र के चारों ओर उत्पन्न चुंबकीय प्रवाह को बढ़ाती है। यह प्राथमिक कुंडली को उच्च विभव पर चलाने के समान है। बाईं आकृति के प्रकार के विषय में, सामान्य सिद्धांत यह है कि यदि ऊर्जा की दी गई दोलन मात्रा को एक प्राथमिक कुंडली में रखा जाता है जो धारित्र भारित होती है, तो कुंडली 'रिंग' होगी। और एक दोलनशील चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण होगा।

आनुनादिक स्थानांतरण एक दोलनशील धारा के साथ एक कुंडली रिंग बनाकर कार्य करता है। यह एक दोलनशील चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। क्योंकि कुंडली अत्यधिक प्रतिध्वनित होती है, कुंडली में रखी गई कोई भी ऊर्जा कई चक्रों में अपेक्षाकृत धीरे-धीरे समाप्त हो जाती है; परंतु यदि इसके निकट किसी अन्य कुंडली को लाया जाता है, तो कुंडली खो जाने से पहले अधिकांश ऊर्जा ग्रहण कर सकता है, भले ही वह कुछ दूरी पर हो। उपयोग किए जाने वाले क्षेत्र मुख्य रूप से गैर-विकिरणशील, निकट और दूर के क्षेत्र होते हैं, क्योंकि सभी हार्डवेयर 1/4 तरंग दैर्ध्य दूरी के भीतर अच्छी तरह से रखे जाते हैं, वे प्रेषक से अनंत तक थोड़ी ऊर्जा विकीर्ण करते हैं।

ऊर्जा प्रेरक में चुंबकीय क्षेत्र और संधारित्र के पार विद्युत क्षेत्र के मध्य आनुनादिक आवृत्ति, आगे और पीछे स्थानांतरित होगी। मुख्य रूप से प्रतिरोधी और विकिरण हानियों के कारण लाभ-क्यू कारक बैंड विस्तार द्वारा निर्धारित दर पर यह दोलन समाप्त हो जाएगा। यद्यपि, बशर्ते द्वितीयक कुंडली पर्याप्त क्षेत्र में कटौती करता है कि यह प्राथमिक के प्रत्येक चक्र में खो जाने की तुलना में अधिक ऊर्जा को अवशोषित करता है, तब भी अधिकांश ऊर्जा को स्थानांतरित किया जा सकता है।

क्यूंकि क्यू कारक बहुत अधिक हो सकता है, उच्च दक्षता प्राप्त करने के लिए क्षेत्र का केवल एक छोटा सा प्रतिशत एक कुंडली से दूसरे में युग्मित किया जाना चाहिए, भले ही क्षेत्र कुंडली से दूरी के साथ तीव्रता से नष्ट हों जाए, कई प्राथमिक और माध्यमिक व्यास भिन्न हो सकते हैं।

यह दिखाया जा सकता है कि दक्षता के लिए योग्यता का आंकड़ा निम्नलिखित है:[37]

जहां क्यू1और Q2 क्रमशः स्रोत और अभिग्राही कुंडली के क्यू कारक हैं, और k ऊपर वर्णित युग्मन गुणांक है।

और अधिकतम प्राप्त करने योग्य, दक्षता है:[37]


ऊर्जा स्थानांतरण

क्योंकि क्यू बहुत अधिक हो सकता है, यहां तक ​​कि जब कम ऊर्जा प्रेषक कुंडली में अवस्थित की जाती है, तो एक अपेक्षाकृत तीव्र क्षेत्र कई चक्रों पर निर्मित होता है, जो प्राप्त की जा सकने वाली ऊर्जा को बढ़ाता है - अनुनाद से कहीं अधिक ऊर्जा दोलन क्षेत्र में होती है जिसको कुंडली में प्रतिस्थापित किया जाता है, और अभिग्राही कुंडली को उसका एक प्रतिशत प्राप्त होता है।

प्रेषक कुंडली और परिपथ्री

एक गैर-अनुनाद ट्रांसफॉर्मर के बहु-परत माध्यमिक के विपरीत, इस उद्देश्य के लिए कुंडलियाँ प्रायः उपयुक्त संधारित्र के साथ समानांतर में एकल परत सोलनॉइड होते हैं। वैकल्पिक आनुनादिक यंत्र ज्यामिति में वेव-वाउंड लिट्ज तार और कुंडली-अंतराल आनुनादिक यंत्र सम्मिलित हैं। लिट्ज तार-आधारित आनुनादिक यंत्रों में, रोधन या तो अनुपस्थित है या कम पारगम्यता मे है और कम हानि वाली सामग्री जैसे रेशम का उपयोग अचालक हानि को कम करने के लिए किया जाता है। लिट्ज तार-आधारित आनुनादिक यंत्रों ज्यामितियों का यह लाभ है कि आनुनादिक संरचना के बाहर के विद्युत क्षेत्र बहुत कमजोर होते हैं जो विद्युत क्षेत्रों के लिए मानव संकट को कम करता है और विद्युत हस्तांतरण दक्षता को आस-पास के अचालकों के प्रति असंवेदनशील बनाता है।[38] प्रत्येक चक्र के साथ प्राथमिक कुंडली में उत्तरोत्तर ऊर्जा भरने के लिए, विभिन्न परिपथों का उपयोग किया जा सकता है। एक परिपथ एक कोलपिट्स दोलित्र को नियोजित करता है।[39]

टेस्ला कुंडली में एक आंतरायिक परिवर्तन प्रणाली, एक परिपथ नियंत्रक या अवरोध का उपयोग प्राथमिक कुंडली में एक आवेगी संकेत को संप्रेषित करने के लिए किया जाता है; द्वितीयक कुंडल तब बजता है और विघटित हों जाता है।

अभिग्राही कुंडली और परिपथ्री

स्मार्ट कार्ड के अभिग्राही में एक चिप से जुड़ा एक कुंडली होता है जो एक उपयुक्त विभव प्रदान करने के लिए अनुनाद के साथ-साथ नियामकों को समाई प्रदान करता है।

द्वितीयक अभिग्राही कुंडली प्राथमिक प्रेषक कुंडली के समान प्ररूपित हैं। द्वितीयक को उसी गुंजयमान आवृत्ति पर चलाना क्योंकि प्राथमिक यह सुनिश्चित करता है कि प्रेषक की आवृत्ति पर द्वितीयक का प्रतिबाधा कम हो और ऊर्जा इष्टतम रूप से अवशोषित हो।

उदाहरण अभिग्राही कुंडली। कुंडली को कैपेसिटर और दो एलईडी के साथ लोड किया गया है। कुंडली और कैपेसिटर एक श्रृंखला एलसी परिपथ बनाते हैं जो एक आनुनादिक आवृत्ति के लिए ट्यून किया जाता है जो ब्राउन मैट के अंदर स्थित प्रसारण कुंडली से मेल खाता है। की दूरी पर ऊर्जा का संचार होता है 13 inches (33 cm).

द्वितीयक कुंडली से ऊर्जा निकालने के लिए, विभिन्न विधियों का प्रयोग किया जा सकता है, सीधे एसी या परिशोधित धारा का प्रयोग किया जा सकता है और डीसी विभव उत्पन्न करने के लिए एक नियामक परिपथ का प्रयोग किया जा सकता है।

यह भी देखें

संदर्भ

  1. ↑ resonant structure in only the secondary side
  2. ↑ 2.0 2.1 2.2 High efficiency is realized by using the secondary side resonance technology. Techno Frontier 2017 OMRON AMUSEMENT Japan
  3. ↑ Sagolsem Kripachariya Singh; T. S. Hasarmani; R. M. Holmukhe (April 2012). "Wireless Transmission of Electrical Power Overview of Recent Research & Development" (PDF). International Journal of Computer and Electrical Engineering. 4 (2): 208. ISSN 1793-8163.
  4. ↑ 4.0 4.1 Theory and verification of a model of wireless power transfer having a resonant structure in only the secondary side. IEICE Technical Report WPT2014-89 (in 日本語). Vol. 114. The Institute of Electronics Information and Communication Engineers. 13 February 2015. pp. 7–12. ISSN 2432-6380.
  5. ↑ 5.0 5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 "Breakthrough was finally found in the wireless power transfer - Improve efficiency and robustness by slightly modifying the problem of magnetic resonance theory". Green Electronics (in 日本語). CQ publishing (19): 52–69. October 2017. ISBN 9784789848503.
  6. ↑ "अपने पूरे घर को बिना तारों के बिजली दें!". Revision3 on msn.com with Dnews announcer Trace Dominguez @tracedominguez. 2014-03-23. Retrieved 2014-03-23.
  7. ↑ About the power supply on the car by induction current collecting method
  8. ↑ 8.0 8.1 Non-Contact Power Supply Transport System Technology of DAIFUKU AGV since 1993
  9. ↑ Carr, Joseph (2000-12-11). Secrets of RF Circuit Design. pp. 193–195. ISBN 0-07-137067-6.
  10. ↑ Abdel-Salam, M.; et al. High-Voltage Engineering: Theory and Practice. pp. 523–524. ISBN 0-8247-4152-8.
  11. ↑ "Experiments with Alternating Currents of Very High Frequency and Their Application to Methods of Artificial Illumination, AIEE, Columbia College, N.Y., May 20, 1891". 1891-06-20.
  12. ↑ "Experiments with Alternate Currents of High Potential and High Frequency, IEE Address,' London, February 1892". 1892-02-01.
  13. ↑ "On Light and Other High Frequency Phenomena, 'Franklin Institute,' Philadelphia, February 1893, and National Electric Light Association, St. Louis, March 1893". 1893-03-01.
  14. ↑ U.S. Patent 593,138 Electrical Transformer
  15. ↑ J. C. Schuder, “Powering an artificial heart: Birth of the inductively coupled-radio frequency system in 1960,” Artificial Organs, vol. 26, no. 11, pp. 909–915, 2002.
  16. ↑ SCHWAN M. A. and P.R. Troyk, "High efficiency driver for transcutaneously coupled coils" IEEE Engineering in Medicine & Biology Society 11th Annual International Conference, November 1989, pp. 1403-1404.
  17. ↑ "What is a cochlear implant?". Cochlearamericas.com. 2009-01-30. Archived from the original on 2008-12-24. Retrieved 2009-06-04.
  18. ↑ Systems Control Technology, Inc, "Roadway Powered Electric Vehicle Project, Track Construction and Testing Program". UC Berkeley Path Program Technical Report: UCB-ITS-PRR-94-07, http://www.path.berkeley.edu/PATH/Publications/PDF/PRR/94/PRR-94-07.pdf
  19. ↑ Shladover, S.E., “PATH at 20: History and Major Milestones”, Intelligent Transportation Systems Conference, 2006. ITSC '06. IEEE 2006, pages 1_22-1_29.
  20. ↑ Wireless power Transfer: Introduction and History - Tutorial CERV 2015 John Boys
  21. ↑ "आरएफआईडी कुंडल डिजाइन" (PDF). Microchip.com.
  22. ↑ "वायरलेस बिजली उपभोक्ता, औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स को बिजली दे सकती है". MIT News. 2006-11-14.
  23. ↑ "गैजेट रिचार्जिंग वायरलेस हो जाता है". Physics World. 2006-11-14.
  24. ↑ "'इवेंसेंट कपलिंग' गैजेट्स को वायरलेस तरीके से पावर दे सकता है". New Scientist.com news service. 2006-11-15.
  25. ↑ Karalis, Aristeidis; Joannopoulos, J.D.; Soljačić, Marin (2008). "Efficient wireless non-radiative mid-range energy transfer". Annals of Physics. 323 (1): 34–48. arXiv:physics/0611063. Bibcode:2008AnPhy.323...34K. doi:10.1016/j.aop.2007.04.017. S2CID 1887505. Published online: April 2007
  26. ↑ "Ready for Another Patent War? Apple 'Invents' Wireless Charging". The Register. Situation Publishing.
  27. ↑ Evaluation of superconducting Maglev railway practical technology on on-board power supply by induction current collector
  28. ↑ SCMaglev construction application, wireless power transfer adopted and total construction cost increase
  29. ↑ Steinmetz, Charles Proteus (1914). इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज, वेव्स, और इंपल्स और अन्य क्षणिक पर प्राथमिक व्याख्यान (2nd ed.). McGraw-Hill.
  30. ↑ "एरिक गिलर ने वायरलेस इलेक्ट्रिसिटी का प्रदर्शन किया". TED. July 2009. Retrieved 2009-09-13.
  31. ↑ "संग्रहीत प्रति" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2008-11-13. Retrieved 2008-10-17. ICNIRP Guidelines Guidelines for Limiting Exposure to Time-Varying ...
  32. ↑ IEEE C95.1
  33. ↑ CERV 2015 Wireless power Transfer: Introduction and History-Tutorial Archived 2017-04-06 at the Wayback Machine, John Boys
  34. ↑ "वायरलेस पॉवर ट्रांसफर के एक मॉडल का सिद्धांत और सत्यापन केवल द्वितीयक पक्ष में एक गुंजयमान संरचना है". Denshi Jōhō Tsūshin Gakkai Gijutsu Kenkyū Hōkoku. Pru, Patān Ninshiki Rikai. ISSN 0913-5685. OCLC 5795991597.
  35. ↑ "वायरलेस पावर ट्रांसफर तकनीक और अभ्यास" (PDF). Green Electronics. CQ publishing (6): 64–69. September 2011. ISBN 9784789848367.
  36. ↑ "ELECTRICAL ENGINEERING".
  37. ↑ 37.0 37.1 WiTricity White Paper- Highly Resonant Wireless Power Transfer: Safe, Efficient, and Over Distance- Highly Resonant Wireless Power Transfer: Safe, Efficient, and Over Distance 2017 Morris Kesler
  38. ↑ Roberts, David M.; Clements, Aaron P.; McDonal, Rowan; Bobowski, Jake S.; Johnson, Thomas (2021). "Mid-Range Wireless Power Transfer at 100 MHZ Using Magnetically Coupled Loop-Gap Resonators". IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques. 69 (7): 3510–3527. arXiv:2103.14798. Bibcode:2021ITMTT..69.3510R. doi:10.1109/TMTT.2021.3073133. S2CID 232404256.
  39. ↑ Wireless Power Transfer via Strongly Coupled Magnetic Resonances André Kurs, Aristeidis Karalis, Robert Moffatt, J. D. Joannopoulos, Peter Fisher, Marin Soljacic


अग्रिम पठन


बाहरी संबंध

  • Rezence – official site of a wireless power standard promoted by the Alliance for Wireless Power
  • Qi – official site of a wireless power standard promoted by the Wireless Power Consortium
  • PMA – official site of a wireless power standard promoted by the Power Matters Alliance
  • Instructables: wireless power
Retrieved from ‘https://www.vigyanwiki.in/index.php?title=अनुनाद_प्रेरणिक_युग्मन&oldid=125693’