Bu qanday ishlaydi: simsiz quvvatlovchilar

Tasavvur qiling, quvvati tugash arafasida boʻlgan telefoningizni tekis yuzaga qoʻyasiz va uyquga ketasiz. Telefon moʻʼjizali tarzda oʻz-oʻzidan quvvatlana boshlaydi. Hech qanday chalkash-chulkash simlar, shovqin va ortiqcha harakatlar haqida bosh qotirmaysiz.

Endi rozetka qidirish yoki quvvatlagich va uning simini ortiqcha yuk qilib olib yurish kerak emas. Zamonaviy simsiz quvvatlash tizimlari mebel, avtomobillar va hatto jamoat transportiga integratsiyalashgan. Bunday yechimlar allaqachon Yaponiya va Janubiy Koreyada mashhur boʻlib, tez orada boshqa mamlakatlar uchun ham oddiy standartga aylanadi.

Simsiz quvvatlash, ayniqsa, xodimlar umumiy joylardan foydalanadigan ofislarda qulaylik yaratadi. Bir nechta kabellar va quvvatlovchilar oʻrniga hamma uchun quvvatlashni taʼminlash uchun bir nechta stansiyalar yetarli boʻladi. Bundan tashqari, simsiz quvvatlash SmartHome – “aqlli uy” ekotizimining bir qismiga aylandi, u yerda boshqa qurilmalar bilan uygʻunlikda ishlaydi.

Atigi 10 yil avval bunday imkoniyat shunchaki xayol mahsuli boʻlib tuyular edi. Biroq bugunga kelib bu qulaylik moʻʼjizalar safidan chiqib, kundalik hayotimizdagi oddiy bir voqelikka aylandi. Biroq telefon qanday qilib simsiz quvvat olishini har kim ham tushunavermasa kerak. Xoʻsh, moʻʼjiza qayerda yashirin?

Tesla fosh qilgan sir

Biroz oldinga ketib aytish mumkinki, simsiz quvvatlash oddiy, ammo johiyona bir fizik tamoyilga asoslanadi: elektromagnit induksiya! Bu effekt ilk marta fizik olim Maykl Faradey (1791-1867) tomonidan 1831 yilda, olim elektr tokini magnit maydon, yaʼni havo orqali oʻta olishini aniqlaganida tavsiflab berilgan. Biroq elektr tokini simsiz, shunchaki havo orqali uzatishning haqiqiy ilmiy “folbini” boshqa bir daho – Nikola Tesla (1856 – 1943) boʻlgan. XIX asr oxirida u elektr tokini havo orqali uzatish mumkinligini koʻrsatadigan tajribalar oʻtkazdi. Uning mashhur “Tesla gʻaltagi” butun bir fizik-muhandislar avlodini ilhomlantirib turgan.

Tesla simsiz oʻtishi tasavvur qilib boʻlmaydigan elektr energiyasini uzoq masofalarga – shunchaki havo orqali uzatishni orzu qilgan. 1901 yilda u Long-Aylendda Vordenkliff minorasini qurishni boshladi, u global simsiz elektr tarmogʻidagi birinchi tugun boʻlishi kerak edi. Afsuski, moliyaviy qiyinchiliklar tufayli loyiha yakuniga yetmay qoldi. Biroq Tesla ilgari surgan innovatsion gʻoyalar zamonaviy simsiz aloqa va quvvatlash texnologiyalari uchun asos boʻlib xizmat qildi.

Simsiz quvvatlash qanday ishlaydi

Telefoningizni quvvatlash stansiyasiga qoʻyganingizda, uning ichidagi uzatuvchi simlar oʻralgan gʻaltak faollashadi va oʻzgaruvchan magnit maydon hosil qiladi. Bu koʻrinmas magnit maydon telefoningizdagi qabul qiluvchi gʻaltakni kesib oʻtib, elektr tokini hosil qiladi. Ushbu elektr oqimi telefon batareyasini quvvatlaydi. Hozir nafaqat telefon, balki har qanday elektron qurilmani shu tarzda quvvatlash mumkin. Faqat buning uchun qurilmada qabul qiluvchi induksion gʻaltak oʻrnatilgan boʻlsa kifoya! Quvvatlash jarayoni shu qadar tez va sezilmas tarzda sodir boʻladiki, bu goʻyoki sehrgarlik kabi koʻrinadi. Ammo bu moʻʼjiza ortida oʻnlab yillar davomida olib borilgan ilmiy izlanishlar va minglab muvaffaqiyatsiz tajribalar turibdi.

Zamonaviy quvvatlovchi qurilmalar energiya uzatish samaradorligini oshirish uchun rezonans induksiyadan foydalanadi. Bu shuni anglatadiki, uzatuvchi va qabul qiluvchi gʻaltaklarning chastotalari sinxronlashtiriladi, bu esa energiya yoʻqotilishini minimallashtiradi. Bundan tashqari, foydalanuvchi va qurilmani himoya qilish uchun murakkab algoritmlar qoʻllaniladi, batareyaning haddan tashqari qizishi va ortiqcha quvvatlanishining oldini oladi.

Qi standartini kim ixtiro qilgan?

2008 yilda Wireless Power Consortium (WPC) kompaniyasi simsiz quvvatlash dunyosida inqilob yasagan Qi standartini taqdim etdi. Qi turli ishlab chiqaruvchilarning quvvatlash stansiyalari va gadjetlariga bir-birini "tushunish" imkonini berdi. Misol uchun, iPhone uchun Samsung quvvatlovchi qurilmasidan foydalanishingiz mumkin. Bunday imkoniyat Qi standartining sharofati bilan amalga oshadi.

Qizigʻi shundaki, standartning nomi xitoycha "si" soʻzidan kelib chiqqan boʻlib, "hayotiy energiya" degan maʼnoni anglatadi. Va bu ramziy maʼnoga ega, chunki simsiz quvvatlash bizning qurilmalarimizga haqiqatan ham yangi hayot bagʻishladi va ularni simlarga doimiy qaramlikdan ozod qildi.

Keyingi qadam

Simsiz quvvatlashning kelajagi jismoniy aloqadan toʻliq ozod boʻlishni koʻzda tutadi. Olimlar allaqachon qurilmalarni bir necha metr masofadan turib quvvatlantirish imkonini beruvchi texnologiyalar ustida ishlamoqda. Xiaomi va Ossia kabi kompaniyalar energiyani uzatish uchun radiotoʻlqinlardan foydalanadigan tizimlarni sinovdan oʻtkazmoqda. Ehtimol, kuni kelib, uyingizga yoki ofisga, hattoki shunday qurilma oʻrnatilgan har qanday muhit (maydon, jamoat transporti, qahvaxona...) chegarasiga kirganingiz zahoti gadjetlaringiz quvvatlana boshlaydi.

Istiqbolli yondashuvlardan yana biri – energiyani uzatish uchun lazerlardan foydalanishdir. Vashington universiteti tadqiqotchilari xavfsiz infraqizil lazerlar yordamida qurilmalarni 4 metrgacha uzoqlikdan turib quvvatlay oladigan prototip ishlab chiqdi. Bu batareya quvvati hech qachon tugamaydigan butunlay avtonom qurilmalar yaratish mumkin boʻlgan kelajak eshigini ochadi. Eng muhimi – simlar va jismoniy ulanishlar yoʻqligi bois qisqa tutashuv va uning oqibatida kelib chiqadigan tok urishi yoki yongʻinlarning oldi olinadi!

Simsiz quvvatlovchilarning kamchiliklari

Bir qator qulayliklariga qaramay, simsiz quvvatlashning ayrim kamchiliklari ham mavjud.

Eng avvalo, bunday tamoyil past samaradorligi bilan ajralib turadi. Elektr energiyasini induksiya orqali uzatish simga qaraganda kamroq samarali – taxminan 30-40% energiya isrof boʻladi.

Ikkinchidan, quvvatlash tezligi hozircha past qolmoqda. Ehtimol texnologiyalar va ilm-fan rivojlanib, bu muammo ham yaqin kelajakda hal qilinishi mumkin.

Shuningdek, hozircha, mobillik biroz cheklangan boʻladi. Sim uzun boʻlsa, nisbatan harakatlana olish mumkin. Biroq, takroran aytamiz, hozircha, quvvat olishi kerak boʻlgan qurilma quvvatlash bazasida qolishi kerak, bu esa qurilma quvvat olayotganida foydalanishni cheklaydi.

Keyingi jihat esa moliyaviy imkoniyat bilan bogʻliq. Sababi, simsiz quvvatlovchilar va mos keluvchi qurilmalar qimmatroq boʻlishi mumkin.

Salomatlikka taʼsiri

Simsiz quvvatlovchilar tomonidan hosil qilinadigan elektromagnit maydonlarning qanchalik xavfsizligi munozarali masala boʻlib qolmoqda. Koʻpgina tadqiqotlar shuni koʻrsatadiki, quvvatlovchilardan radiatsiya yoki elektromaydon darajasi odamlarga zarar yetkazadigan darajada katta emas. Biroq qurilmani uzoq vaqt davomida ishlatganda biroz masofa saqlash tavsiya etiladi. Miyangiz va ichki aʼzolaringizga yopishtirib quvvatlamasangiz boʻldi!

Ekologik jihatlar

Atrof-muhit nuqtai nazaridan, simsiz quvvatlashning ijobiy va salbiy tomonlari bor. Bir tomondan, ular kabellar sonini kamaytirishi mumkin, bu esa elektron chiqindilar hajmini kamaytiradi. Boshqa tomondan, ularning past samaradorligi energiya sarfini oshirishga olib keladi, bu esa oʻz navbatida uglerod izini oshiradi.

Ishlab chiqarish zanjirlari ham tashvish uygʻotadi. Simsiz quvvatlovchi qurilmalar ishlab chiqarish uchun noyob yer ostidan qazib chiqariluvchi metallarni talab qiladi, ularni qazib olish atrof-muhit va ishchilarning sogʻligʻiga jiddiy taʼsir qiladi. Masalan, kobalt kabi materiallarni qazib olish koʻpincha inson huquqlarining buzilishi va ekotizimga ulkan zarar yetkazish bilan hamrohlikda kechadi.

Xulosa

Simsiz quvvatlash – nafaqat qulaylik, balki hayotimizga texnologiyalar yanada integratsiyalashgan kelajakka navbatdagi qadamdir. Biroq ularning kamchiliklari, jumladan, atrof-muhitga taʼsiri va energiya samaradorligini hisobga olish muhimdir. Simsiz quvvatlash texnologiyalar tarixi – bir kishining orzulari qanday qilib olimlar va muhandislarning butun bir avlodini ilhomlantirishi, bir vaqtlar imkonsiz boʻlib tuyulgan kelajakni yaratishi mumkinligini koʻrsatadi.

Simsiz quvvatlashning har bir yangi avlodi uni tobora tezroq, xavfsizroq va ekologik zararsiz qilib boraveradi. Ammo shuni yodda tutish kerakki, texnologik taraqqiyot ortida doimo odamlar va tabiat turadi. Shu bois oldimizda turgan eng muhim vazifa – atrofimizdagi dunyo uchun qulaylik va javobgarlik oʻrtasidagi nozik muvozanatni topishdan iborat boʻladi.

Abulfayz Sayidasqarov