Program pro ukládání hesel pro Windows. KeePass – bezpečné úložiště hesel. Správci hesel. Osobní užití

Představujeme zařízení pro přenos elektřiny bez drátů s koeficientem užitečná akce(účinnost) asi 100 %. V budoucnu bude hodnota účinnosti ≈ 100 % opodstatněná a tuto hodnotu samozřejmě demonstrujeme na našem experimentálním zařízení.

Závažnost problému bezdrátový přenos elektřina je nepochybná - překonávání přírodních bariér (řeky, hory a údolí); záložní napájení, elektrická doprava, řešení řady problémů bezdrátového napájení domácích a průmyslových zařízení atd. - to vše jsou prvky jmenovaného problému.

Trochu historie

Problém bezdrátového přenosu energie poprvé identifikoval na úsvitu minulého století N. Tesla. Jeho demonstrační zařízení bylo založeno na metodě vysílání a příjmu elektromagnetických vln otevřeným rezonančním obvodem, který obsahuje anténu - kapacita a cívku drátu - indukčnost. Charakteristické ukazatele Teslova zařízení jsou následující: účinnost = 4 %, dosah přenosu - 42 km, maximální rozměry anténní věže - 60 m, vlnová délka - 2000 m Je příznačné, že v Teslově zařízení je planeta Země považována za jednu drátů při přenosu elektřiny, protože vysílání a příjem tak dlouhých vln bez uzemnění není efektivní.

Po Teslových experimentech byly v průběhu posledního dvacátého století všechny pokusy o bezdrátový přenos elektřiny s přijatelnou účinností neúspěšné.

V současné dekádě je přímo či nepřímo uváděna práce na Massachusetts Institute of Technology pod vedením M. Soljacice. Jejich práce je založena na známé indukci, pomocí magnetického pole, způsobu přenosu elektřiny, který je realizován rezonančními plochými induktory. Tato metoda v ideálním případě poskytuje účinnost = 50 %, s dosahem přenosu úměrným rozměrům cívek antény. Charakteristické ukazatele jejich demonstračního zařízení jsou následující: účinnost ≈ 40 %, dosah přenosu – 2 m, rozměry cívek antény – 0,6 m, vlnová délka – 30 m.

Energeticky uzavřený systém

V našem zařízení, stejně jako v Teslově zařízení, jsou nosičem energie elektromagnetické vlny, tzn. funguje známý Poyntingův vektor.

Teoreticky je zdůvodněno a experimentálně potvrzeno: přenášení a přijímací anténa zařízení pro bezdrátový přenos energie tvoří energeticky uzavřený systém, částečně včetně energie elektromagnetické pole Země; prostřednictvím buzení (aktivace) elektromagnetického pole Země v tomto systému dochází k přenosu elektřiny z vysílací antény na přijímací anténu s účinností ≈ 100 % (obr. 1).

Obr. 1

Obr. 2

Pomocí této antény je snadné formulovat problém, jehož řešení zajistí přenos elektřiny bez drátů:

1. Vysílací a přijímací anténa musí vybudit (aktivovat) elektromagnetické pole Země v místní (omezené) oblasti vesmíru;

2. Vybuzené elektromagnetické pole Země musí být také v prostoru lokální a nespotřebovávat energii (musí být stojaté elektromagnetické vlnění mezi vysílací a přijímací anténou).

Řešení tohoto problému je nereálné s anténami vytvořenými na základě prostorových reprezentací Euklidovy geometrie s jejím slavným 5. postulátem - postulátem rovnoběžných čar. Tento postulát ve školních učebnicích zní: Bodem, který neleží na dané přímce, lze vést pouze jednu přímku rovnoběžnou s danou.

Obr. 3

Celebrita tohoto postulátu spočívá v tom, že počínaje 1. čl. př. n. l. se 2000 let nejlepší mozky světa neúspěšně pokoušely dokázat jako teorém. A v roce 1826 Rus Lobačevskij nastínil základy své geometrie, v níž byl 5. postulát Euklidovy geometrie formulován v podstatě její negací: Prostřednictvím bodu, který neleží na dané přímce, je možné nakreslit alespoň dvě přímky rovnoběžné s danou.

Obr. 4

A ačkoli tento postulát není příliš v souladu s našimi prostorovými koncepty, Lobačevského geometrie je konzistentní a v posledních letech dobře slouží fyzikům. Lobačevského geometrie se například podílí na popisu obrovské škály jevů od vibrací v mechanických přenosových vedeních až po interakci elementárních částic a procesů v membráně živé buňky.

Pseudosféra

Je pravda, že až do roku 1863, téměř 40 let, byla Lobačevského geometrie vnímána jako něco, co nesouviselo s realitou. Ale v roce 1863 italský matematik Beltrami zjistil, že všechny vlastnosti Lobačevského geometrické roviny jsou realizovány na povrchu pseudosféry - geometrického tělesa, jehož vlastnosti se shodují nebo jsou opačné než vlastnosti koule. Na Obr. 5 ukazuje pseudosféru a Obr. 6 jeho generátorem je tractrix s asymptotou X’X. Pokud jsou poloměry velkých kružnic (rovnoběžek) pseudosféry a koule stejné, lze kvantitativně porovnat jejich objemy a povrchové plochy.

Obr. 5

Obr. 6

Právě ve formě semi-pseudosféry jsou vyrobeny antény našeho zařízení; předvádíme zařízení s následující charakteristiky: Účinnost = 100 %, dosah přenosu – 1,8 m, maximální velikost cívek antény – 0,2 m, vlnová délka – 500 m, není nutné uzemnění.

Zde je třeba poznamenat, že souhrn jmenovaných charakteristik demonstračního zařízení odporuje základům klasické elektrodynamiky - radiotechniky.

Jaké vlastnosti polopseudosférických antén poskytují takové vlastnosti našemu zařízení?

Mezi více než tuctem mimořádných vlastností pseudosféry si zaslouží pozornost následující:

Těleso pseudosféry, nekonečně rozšířené v prostoru, má konečný objem a konečný povrch.

Právě tato vlastnost pseudosféry umožňuje pomocí polopseudosférických antén vytvořit konečný, prostorově omezený, energeticky uzavřený systém, který je nutnou podmínkou pro přenos energie z účinnosti = 100 %.

Druhý zásadní problém, který je v našem zařízení řešen, se týká média plnícího zmíněný energeticky uzavřený systém. Jde o to, že pouze v kvantové elektrodynamice, jejímž plodem jsou lasery a masery, je médium považováno za aktivní. Naopak v klasické elektrodynamice médium označuje pasivní objekty; je to spojeno s útlumem, ztrátami elektromagnetická energie při šíření.

Neuvěřitelné, ale pravdivé, naše zařízení aktivuje elektrická a magnetická pole Země. Tato pole jsou objekty prostředí v našem zařízení, neboť vyplňují zmíněný energeticky uzavřený systém. Aktivace tohoto prostředí je také důsledkem vlastností pseudosféry.

Jde o to, že všechny body na povrchu pseudosféry jsou podle matematiků hyperbolické, nespojité v prostoru. Ve vztahu k semi-pseudosférickým anténám našeho zařízení je to ekvivalentní nespojitostem a kvantování elektrických a magnetických polí v každém bodě drátu navíjejícího cívky semi-pseudosférických antén. To vede k elektromagnetickým poruchám - vlnění, jehož délka je přiměřená průměru drátu navíjejícího cívky polopseudosférických antén, tzn. V praxi je délka takových vln řádově 1 mm nebo méně. Takové elektromagnetické vlny, jak dokazuje teorie i praxe, jsou schopny prostřednictvím polarizace molekul vzduchu nebo přímo aktivovat elektromagnetické pole Země a tím kompenzovat ztrátu elektromagnetické energie na dráze jejího přenosu v našem zařízení. To je také nutné pro vysvětlení účinnosti = 100 %.

Nejen to, oznámili jsme generátor přebytečné elektromagnetické energie, jehož koeficient přeměny energie (ECE) je více než 400 %; těch. srovnatelné s KPI známých tepelných čerpadel.

A o posledním, třetím problému, který je v našem zařízení vyřešen.

Je dobře známo, že energie se v prostoru přenáší pouze putující elektromagnetickou vlnou, vlnou, ve které jsou elektrické a magnetické pole ve fázi. Tuto podmínku nelze realizovat na vzdálenost 1,8 m při vlnové délce 500 m. Je však také dobře známo, že rychlost postupující elektromagnetické vlny po přímém nebo zakřiveném vodiči se zpomaluje a snižuje ve srovnání s rychlostí ve volném prostoru. ; Zmenšuje se i vlnová délka. Tento efekt je široce využíván v elektrotechnice a radiotechnice v tzv. zpomalovacích systémech. Snížení vlnové délky se u těchto systémů pohybuje od desetin jednotky s přímými vodiči až po 30 jednotek se zakřivenými (spirálovými).

Je to účinek zpomalení a snížení vlnové délky, který nám umožňuje v našem zařízení vytvořit putující vlnu na krátké vzdálenosti.

Vlnová délka našeho demo zařízení je skutečně zkrácena na délku uvedenou výše , která v našem zařízení tvoří putující, energii přenášející elektromagnetickou vlnu. Koeficient redukce vlny je v tomto případě roven Jednotky. Toto obrovské snížení vlnové délky také vysvětluje experimentální fakt, že naše zařízení funguje efektivně bez uzemnění vysílače a přijímače elektřiny.

Naše zařízení využívá další úžasnou vlastnost pseudosféry:

objem pseudosféry je poloviční než objem koule, přičemž plochy jejich povrchů jsou stejné.

Z této vlastnosti vyplývá, že objem koule, omezený vlastním povrchem, obsahuje dva objemy pseudosféry, ohraničené dvěma kombinovanými vlastními povrchy a třetí plochou zmíněné koule. To nám umožňuje představit si objem koule kolem Země, naplněnou elektrickými a magnetickými poli Země, dvěma objemy pseudosféry a z nichž každý je omezený plochou a obsahuje polovinu elektrických a magnetických polí Země. Země (obr. 7). Vzhledem k této skutečnosti a skutečnosti, že naše zařízení je nevyhnutelně umístěno pouze na jedné straně Země, existuje argument, že antény našeho zařízení interagují pouze s polovinou elektrických a magnetických polí Země. Zároveň bychom neměli předpokládat, že druhé poloviny těchto polí jsou neaktivní. O tom nás přesvědčuje následující.

Obr. 7

Připomeňme, že většina fyzikálních zákonů je formulována pro inerciální vztažné soustavy, ve kterých je čas nerelativní (absolutní), prostor je izotropní, rychlost přímočarý pohyb elektromagnetické vlnění (světlo) je absolutní atd. V rámci inerciálních vztažných soustav je dobře známo, že ve volném prostoru při odrazu postupné elektromagnetické vlny vzniká stojatá vlna, ve které se rozlišuje samostatně stojatá elektrická vlna a samostatně stojící magnetická vlna. Když je délka postupné vlny rovna , jsou délky stojatých elektrických a magnetických vln rovny polovině délky postupné vlny, tzn. . Důležité také je, že perioda těchto stojatých vln je rovna periodě postupné vlny, tzn. , protože perioda stojatého vlnění se skládá ze součtu dvou půlperiod přímé a odražené půlvlny.

Skutečnost výpočtu, a nikoli experimentálního stanovení hodnoty s přesností závislou na přesnosti určení délky dne na Zemi, nám umožňuje zcela nový pohled na řadu problémů ve fyzice.

Když Apple společnost představila svou první bezdrátovou nabíječku pro mobilní telefony a gadgety, mnozí to považovali za revoluci a obrovský skok vpřed v metodách bezdrátového přenosu energie.

Byli to ale průkopníci, nebo se ještě před nimi někomu něco podobného podařilo, i když bez pořádného marketingu a PR? Ukazuje se, že existovalo a bylo to velmi dávno a takových vynálezců bylo mnoho.

Slavný Nikola Tesla tedy v roce 1893 předvedl ohromené veřejnosti záři zářivek. Nehledě na to, že všechny byly bezdrátové.

Nyní může každý školák zopakovat tento trik tím, že vyjde na volné pole a postaví se s lampou. denní světlo pro vedení vysokého napětí od 220 kV a výše.

O něco později se totéž podařilo zapálit Tesle bezdrátově fosforová žárovka.

V Rusku v roce 1895 ukázal A. Popov první rádiový přijímač na světě v provozu. Ale celkově jde také o bezdrátový přenos energie.

Většina hlavní otázka a zároveň problém celé technologie bezdrátového nabíjení a podobné metody se skládá ze dvou bodů:

• jak daleko lze tímto způsobem přenést elektřinu?

• a jaké množství

Nejprve zjistíme, jaký výkon mají zařízení a Spotřebiče ti kolem nás. Například telefon, chytré hodinky nebo tablet vyžadují maximálně 10-12W.

Notebook už má vyšší nároky - 60-80W. To lze přirovnat k průměrné žárovce. Ale domácí spotřebiče, zejména kuchyňské spotřebiče, již spotřebují několik tisíc wattů.

Proto je velmi důležité nešetřit na počtu zásuvek v kuchyni.

Na jaké metody a metody přenosu elektrické energie bez použití kabelů nebo jakýchkoli jiných vodičů tedy lidstvo za ta léta přišlo? A co je nejdůležitější, proč stále nejsou implementovány do našich životů tak aktivně, jak bychom si přáli?

Vezměte si stejný kuchyňské spotřebiče. Pojďme se na to blíže podívat.

Přenos energie pomocí cívek

Nejjednodušeji implementovanou metodou je použití induktorů.

Princip je zde velmi jednoduchý. Vezměte 2 cívky a umístěte je blízko sebe. Jeden z nich je napájen. Druhý hraje roli příjemce.

Když se upraví nebo změní proud v napájecím zdroji, automaticky se změní i magnetický tok v druhé cívce. Jak říkají fyzikální zákony, v tomto případě vznikne EMF a bude přímo záviset na rychlosti změny tohoto toku.

Zdálo by se, že vše je jednoduché. Ale nedostatky kazí celý růžový obrázek. Tři nevýhody:

• nízký výkon

Pomocí této metody nepřenesete velké objemy a nebudete se moci připojit výkonná zařízení. Pokud se o to pokusíte, jednoduše roztavíte všechna vinutí.

• krátká vzdálenost

O přenosu elektřiny přes desítky či stovky metrů zde ani neuvažujte. Tato metoda má omezený účinek.

Chcete-li fyzicky pochopit, jak špatné věci jsou, vezměte dva magnety a zjistěte, jak daleko od sebe musí být, než se přestanou navzájem přitahovat nebo odpuzovat. Účinnost cívek je přibližně stejná.

Můžete být samozřejmě kreativní a zajistit, aby tyto dva prvky byly vždy blízko sebe. Například elektromobil a speciální nabíjecí silnice.

Kolik ale bude stavba takových dálnic stát?

• nízká účinnost

Dalším problémem je nízká účinnost. Nepřesahuje 40 %. Ukazuje se, že tímto způsobem nebudete moci přenášet mnoho elektrické energie na velké vzdálenosti.

Tentýž N. Tesla na to již v roce 1899 upozornil. Později přešel k experimentům s atmosférickou elektřinou v naději, že v ní najde vodítko a řešení problému.

Ať se však všechny tyto věci zdají jakkoli zbytečné, stále s jejich pomocí můžete pořádat krásná světelná a hudební vystoupení.

Nebo dobíjejte zařízení mnohem větší než telefony. Například elektrokola.

Přenos energie laserem

Ale jak lze přenést více energie na větší vzdálenost? Zamyslete se nad tím, které filmy takovou technologii vidíme velmi často.

První věc, která mě napadne i školákovi, je " hvězdné války“, lasery a světelné meče.

Samozřejmě s jejich pomocí je možné přenášet velké množství elektrické energie na velmi dlouhé vzdálenosti. Vše ale opět kazí malý problém.

Naštěstí pro nás, ale bohužel pro laser, má Země atmosféru. A ona jen zavařuje a dobře jí většina veškeré energie laserového záření. Proto se s touto technologií musíme dostat do vesmíru.

Na Zemi také proběhly pokusy a experimenty, které měly otestovat funkčnost metody. NASA dokonce uspořádala soutěž o laserovém bezdrátovém přenosu energie s cenovým fondem těsně pod 1 milion dolarů.

Nakonec zvítězil Laser Motive. Jejich vítězným výsledkem je 1 km a 0,5 kW přenášeného trvalého výkonu. Během procesu přenosu však vědci ztratili 90 % veškeré původní energie.

Ale přesto i při účinnosti deseti procent byl výsledek považován za úspěšný.

Připomeňme si, že jednoduchá žárovka má ještě méně užitečné energie, která jde přímo do světla. Proto je výhodné vyrábět z nich infrazářiče.

Mikrovlnná trouba

Opravdu neexistuje žádný jiný skutečně fungující způsob přenosu elektřiny bez drátů? Existuje a byl vynalezen ještě před pokusy a dětskými hrami ve hvězdných válkách.

Ukazuje se, že speciální mikrovlny o délce 12 cm (frekvence 2,45 GHz) jsou pro atmosféru průhledné a neruší to jejich šíření.

Cokoli to je špatné počasí, při přenosu pomocí mikrovln ztratíte jen pět procent! K tomu ale musíte nejprve přeměnit elektrický proud na mikrovlny, poté je zachytit a vrátit do původního stavu.

První problém vědci vyřešili už dávno. Vynalezli na to speciální zařízení a nazvali ho magnetron.

Navíc to bylo provedeno tak profesionálně a bezpečně, že dnes má takové zařízení každý z vás doma. Jděte do kuchyně a podívejte se na vaši mikrovlnku.

Uvnitř má stejný magnetron s účinností 95 %.

Ale tady je návod, jak to udělat inverzní konverze? A zde byly vyvinuty dva přístupy:

• americký

• sovětský

V USA, ještě v šedesátých letech, přišel vědec W. Brown s anténou, která splnila požadovaný úkol. To znamená, že přeměnil záření na něj dopadající zpět na elektrický proud.

Dokonce mu dal své jméno – rectenna.

Po vynálezu následovaly experimenty. A v roce 1975 bylo pomocí rectenny přenášeno a přijímáno až 30 kW výkonu na vzdálenost větší než jeden kilometr. Přenosové ztráty byly pouze 18 %.

Téměř o půl století později už nikdo tuto zkušenost nedokázal překonat. Zdá se, že metoda byla nalezena, tak proč nebyly tyto rektény uvolněny k masám?

A zde se opět objevují nedostatky. Rektény byly sestaveny pomocí miniaturních polovodičů. Normální operace pro ně je to přenos pouze několika wattů výkonu.

A pokud chcete přenášet desítky či stovky kW, pak se připravte na montáž obřích panelů.

A tady vznikají neřešitelné potíže. Za prvé je to reemise.

Nejen, že kvůli tomu ztratíte trochu energie, ale také se bez ztráty zdraví nepřiblížíte k panelům.

Druhou bolestí hlavy je nestabilita polovodičů v panelech. Stačí, aby jeden vyhořel kvůli malému přetížení a zbytek selže jako lavina, jako sirky.

V SSSR bylo všechno trochu jinak. Ne nadarmo si naše armáda byla jistá, že i v případě jaderného výbuchu veškeré cizí vybavení okamžitě selže, ale sovětské nikoliv. Celé tajemství je v lampách.

Na Moskevské státní univerzitě dva naši vědci, V. Savin a V. Vanke, zkonstruovali takzvaný cyklotronový měnič energie. Má slušné rozměry, jelikož je sestaven na bázi lampové technologie.

Zvenčí je to něco jako trubka 40 cm dlouhá a 15 cm v průměru. Účinnost této lampy je o něco nižší než u americké polovodičové věci - až 85%.

Ale na rozdíl od polovodičových detektorů má cyklotronový měnič energie řadu významné výhody:

• spolehlivost

• vysoký výkon

• odolnost proti přetížení

• žádná reemise

• nízké výrobní náklady

Přes vše výše uvedené jsou však právě polovodičové metody realizace projektů celosvětově považovány za pokročilé. Je zde i prvek módy.

Poté, co se poprvé objevily polovodiče, všichni najednou začali opouštět elektronkové technologie. Praktické testy však naznačují, že je to často nesprávný přístup.

Samozřejmě lampa Mobily 20 kg každý nebo počítače, které zabírají celé místnosti, nikoho nezajímají.

Ale někdy nám v beznadějných situacích mohou pomoci jen osvědčené staré metody.

Výsledkem je, že dnes máme tři možnosti bezdrátového přenosu energie. První z nich je omezena vzdáleností i výkonem.

Na nabití baterie smartphonu, tabletu nebo něčeho většího to ale úplně stačí. Účinnost, i když malá, je stále pracovní metodou.

Ten první začal velmi povzbudivě. V roce 2000 na ostrově Réunion vyvstala potřeba neustálého přenosu 10 kW výkonu na vzdálenost 1 km.

Hornatý terén a místní vegetace tam neumožňovaly položení nadzemního elektrického vedení nebo kabelů.

Všechny přesuny na ostrově až do tohoto bodu byly prováděny výhradně vrtulníky.

Chcete-li vyřešit problém, nejlepší mysli z rozdílné země. Včetně těch, které již byly v článku zmíněny, naši vědci z Moskevské státní univerzity V. Vanke a V. Savin.

Ovšem ve chvíli, kdy měly začít praktické provedení a výstavba energetických vysílačů a přijímačů byl projekt zmrazen a zastaven. A s nástupem krize v roce 2008 od toho úplně upustili.

To je ve skutečnosti velmi zklamáním, protože teoretické práce tam bylo dosaženo kolosálního a hodného provedení.

Druhý projekt vypadá šíleněji než ten první. Jsou na to však vyčleněny skutečné prostředky. Samotnou myšlenku vyslovil již v roce 1968 americký fyzik P. Glaser.

Navrhl v té době ne úplně normální nápad – přivést k geostacionární oběžná dráha obrovský satelit 36 ​​000 km nad zemí. Položte to na něj solární panely, který bude sbírat volnou energii ze slunce.

Poté by se to vše mělo přeměnit na paprsek mikrovlnných vln a přenést na zem.

Jakási „hvězda smrti“ v naší pozemské realitě.

Na zemi musí být paprsek zachycen obřími anténami a přeměněn na elektřinu.

Jak velké musí být tyto antény? Představte si, že pokud má satelit průměr 1 km, pak by měl být přijímač na zemi 5x větší - 5 km (velikost Garden Ring).

Ale velikost je jen malá část problému. Po všech výpočtech se ukázalo, že takový satelit by vyráběl elektřinu o kapacitě 5 GW. Při dosažení země by zbývaly pouze 2 GW. Například vodní elektrárna Krasnojarsk vyrábí 6 GW.

Proto byla jeho myšlenka zvážena, propočítána a odložena, protože vše zpočátku klesalo na cenu. Náklady na vesmírný projekt v té době dosáhly 1 bilionu dolarů.

Věda ale naštěstí nestojí na místě. Technologie se zlepšují a zlevňují. Několik zemí již takovou solární vesmírnou stanici vyvíjí. Přestože na začátku dvacátého století stačil k bezdrátovému přenosu elektřiny pouze jeden geniální člověk.

Celková cena projektu klesla z původních na 25 miliard dolarů. Otázkou zůstává – dočkáme se v blízké budoucnosti jeho realizace?

Jasnou odpověď vám bohužel nikdo nedá. Sázky se uzavírají pouze na druhou polovinu tohoto století. Spokojme se proto zatím s bezdrátovými nabíječkami pro smartphony a doufejme, že se vědcům podaří zvýšit jejich efektivitu. No, nebo nakonec se na Zemi narodí druhý Nikola Tesla.

Objevili zákon (později nazvaný Amperův zákon po jeho objeviteli), který ukazuje, že elektrický proud vytváří magnetické pole.

V 1831 Michael Faraday objevil zákon indukce, důležitý základní zákon elektromagnetismu.

V 1864 V témže roce James Maxwell systematizoval výsledky pozorování a experimentů, studoval rovnice elektřiny, magnetismu a optiky, vytvořil teorii a sestavil přísný matematický popis chování elektromagnetického pole (viz Maxwellovy rovnice).

V 1888 Heinrich Hertz potvrdil existenci elektromagnetického pole. " Zařízení pro generování elektromagnetického pole Hertz's byl jiskrový vysílač "rádiových vln" a vytvářel vlny v mikrovlnném nebo UHF frekvenčním rozsahu.

V 1891 rok Nikola Tesla vylepšil a patentoval (patent číslo 454 622; „Systém elektrické osvětlení"") Hertzův vlnový vysílač pro vysokofrekvenční napájení.

V 1893 Nikola Tesla demonstroval na světové výstavě konané v roce 1893 v Chicagu bezdrátové osvětlení zářivky.

V 1894 Nikola Tesla bezdrátově zapálil fosforovou žárovku v laboratoři na Páté Avenue a později v laboratoři na Houston Street v New Yorku pomocí „elektrodynamické indukce“, tedy prostřednictvím bezdrátové vzájemné rezonanční indukce.

V 1894 Jagdish Chandra Bose na dálku zapálil střelný prach, udeřil do zvonu, pomocí elektromagnetických vln, což ukázalo, že komunikační signály lze posílat bezdrátově.

25. dubna (7. května) Alexander Popov na setkání fyzikálního oddělení Ruské fyzikálně-chemické společnosti předvedl jím vynalezený rádiový přijímač.

V 1895 Bose vysílal signál na vzdálenost asi jedné míle.

2. června 1896 požádal Guglielmo Marconi o vynález rádia.

V 1896 Tesla vysílala signál na vzdálenost asi 48 kilometrů.

V 1897 Guglielmo Marconi přenesl pomocí rádiového vysílače textovou zprávu v morseovce na vzdálenost asi 6 km.

V 1897 Byl zaregistrován první z Teslových patentů na využití bezdrátového přenosu.

V 1899 roku v Colorado Springs Tesla napsal: „Selhání metody indukce se zdá být obrovské ve srovnání s způsob buzení náboje země a vzduchu» .

V 1900 Guglielmo Marconi nebyl schopen získat patent na vynález rádia ve Spojených státech.

V 1901 Marconi vysílal signál přes Atlantský oceán pomocí Teslovho přístroje.

V 1902 Tesla a Reginald Fessenden byli ve sporu o americký patent číslo 21 701 („Systém pro přenos signálů (bezdrátový). Selektivní spínání žárovek, elektronické logická hradla obvykle") .

V 1904 ročníku Světové výstavy konané v St. Louis byla vypsána cena za úspěšný pokus o ovládání motoru vzducholodě s el. 0,1 hp (75 W) z energie přenášené na dálku na vzdálenost menší než 100 stop (30 m).

V 1917 Wardenclyffe Tower, postavená Nikolou Teslou k provádění experimentů s bezdrátovým přenosem vysokého výkonu, byla zničena.

V 1926 Shintaro Uda a Hidetsugu Yagi publikovali první článek „ o nastavitelném směrovém komunikačním kanálu s vysokým ziskem“, dobře známá jako anténa Yagi-Uda nebo anténa s vlnovým kanálem.

V 1945 Semjon Tetelbaum publikoval článek „O bezdrátovém přenosu elektřiny na dlouhé vzdálenosti pomocí rádiových vln“, ve kterém jako první zvážil účinnost mikrovlnné linky pro bezdrátový přenos elektřiny.

V 1961 William Brown publikoval článek zkoumající možnost přenosu energie pomocí mikrovln.

V 1964 V roce 2009 William Brown a Walter Kronikt na CBS News předvedli model vrtulníku, který veškerou potřebnou energii získával z mikrovlnného paprsku.

V 1968 Peter Glaser navrhl použití bezdrátového přenosu solární energie z vesmíru pomocí technologie Energy Beam. Toto je považováno za první popis orbitálního energetického systému.

V 1973 První pasivní RFID systém na světě byl předveden v Los Alamos National Laboratory.

V 1975 ročník v dálkovém areálu vesmírné komunikace V Goldstone Observatory byly provedeny experimenty s přenosem výkonu desítek kilowattů.

• V 2007 V roce 2009 výzkumný tým vedený profesorem Marinem Soljačićem bezdrátově přenesl na vzdálenost 2 m energii dostatečnou k rozsvícení 60wattové žárovky s účinností 40 % pomocí dvou cívek o průměru 60 cm.
• V 2008 V roce 2009 Bombardier navrhl systém pro bezdrátový přenos energie, nazvaný „primove“ a určený pro použití v tramvajích a motorech lehkých kolejí.
• V 2008 V roce 2009 zaměstnanci Intelu reprodukovali experimenty Nikoly Tesly z roku 1894 a experimenty skupiny Johna Browna z roku 1988 o bezdrátovém přenosu energie do světelných žárovek s účinností 75 %.
• V 2009 konsorcium zainteresované společnosti, volal " Bezdrátové napájení Konsorcium" vyvinulo nízkoproudý standard bezdrátového napájení nazvaný "". Qi se začala používat v přenosné technologii.
• V 2009 V roce 2018 norská společnost Wireless Power & Communication představila průmyslovou svítilnu, kterou vyvinula a která by mohla bezpečně fungovat a dobíjet se bezkontaktně v atmosféře nasycené hořlavým plynem.
• V 2009 V roce 2018 představila společnost Haier Group první plně bezdrátový LCD televizor na světě, založený na výzkumu profesora Marina Soljačiće v oblasti bezdrátového přenosu energie a bezdrátového domácího digitálního rozhraní (WHDI).
• V 2011 V tomto roce začalo Wireless Power Consortium rozšiřovat specifikace standardu Qi pro střední proudy.
• V 2012 V roce 2006 zahájilo provoz soukromé petrohradské muzeum „Grand Model Russia“, ve kterém miniaturní modely aut dostávaly bezdrátové napájení přes model vozovky.
• V 2015 Vědci z Washingtonské univerzity letos zjistili, že elektřinu lze přenášet prostřednictvím technologie Wi-Fi.

Technologie

Ultrazvuková metoda

Ultrazvukovou metodu přenosu energie vynalezli studenti Pensylvánské univerzity a poprvé ji představili široké veřejnosti na výstavě „The All Things Digital“ (D9) v roce 2011. Stejně jako u jiných způsobů bezdrátového přenosu něčeho byl použit přijímač a vysílač. Vysílač vysílal ultrazvuk; přijímač zase přeměnil slyšené na elektřinu. V době prezentace dosahovala přenosová vzdálenost 7-10 metrů a byla nutná přímá viditelnost přijímače a vysílače. Přenášené napětí dosáhlo 8 voltů; výsledný proud se neuvádí. Použité ultrazvukové frekvence nemají na člověka žádný vliv. Neexistují ani informace o negativních účincích ultrazvukových frekvencí na zvířata.

Metoda elektromagnetické indukce

Bezdrátový přenos energie elektromagnetickou indukcí využívá elektromagnetické pole blízkého pole ve vzdálenostech asi jedné šestiny vlnové délky. Energie blízkého pole sama o sobě není zářivá, ale dochází k určitým ztrátám zářením. Kromě toho zpravidla dochází i k odporovým ztrátám. Střídavý elektrický proud protékající primárním vinutím vytváří díky elektrodynamické indukci střídavé magnetické pole, které působí na sekundární vinutí a indukuje v něm elektrický proud. Pro dosažení vysoké účinnosti musí být interakce poměrně těsná. Jak se sekundární vinutí vzdaluje od primárního, stále více magnetického pole nedosahuje sekundární vinutí. I na relativně krátké vzdálenosti se indukční vazba stává extrémně neefektivní a plýtvá většinou přenášené energie.

Elektrický transformátor je nejjednodušší zařízení pro bezdrátový přenos energie. Primární a sekundární vinutí transformátory nejsou přímo připojeny. K přenosu energie dochází prostřednictvím procesu známého jako vzájemná indukce. Hlavní funkcí transformátoru je zvýšit nebo snížit primární napětí. Příkladem využití principu elektrodynamické indukce jsou bezkontaktní nabíječky pro mobilní telefony a elektrické zubní kartáčky. Tuto metodu využívají i indukční vařiče. Hlavní nevýhodou bezdrátového způsobu přenosu je extrémně krátký dosah. Přijímač musí být v těsné blízkosti vysílače, aby s ním mohl efektivně komunikovat.

Použití rezonance mírně zvyšuje dosah přenosu. Při rezonanční indukci jsou vysílač a přijímač naladěny na stejnou frekvenci. Výkon lze dále zlepšit změnou průběhu řídicího proudu ze sinusového na nesinusový přechodový průběh. Pulzní přenos energie probíhá v několika cyklech. Tímto způsobem lze přenášet významný výkon mezi dvěma vzájemně laděnými LC obvody s relativně nízkým vazebním koeficientem. Vysílací a přijímací cívka jsou zpravidla jednovrstvé solenoidy nebo plochá spirála se sadou kondenzátorů, které umožňují naladění přijímacího prvku na frekvenci vysílače.

Běžnou aplikací rezonanční elektrodynamické indukce je nabíjení baterie přenosná zařízení, jako jsou notebooky a mobilní telefony, lékařské implantáty a elektrická vozidla. Technika lokalizovaného nabíjení využívá výběr vhodné přenosové cívky ve vícevrstvé struktuře vinutí pole. Rezonance se používá jako v panelu Bezdrátové nabíjení(vysílací obvod) a v přijímacím modulu (zabudovaném do zátěže), aby byla zajištěna maximální účinnost přenosu energie. Tato přenosová technika je vhodná pro univerzální bezdrátové nabíjecí podložky pro dobíjení přenosné elektroniky, jako je např Mobily. Tato technika byla přijata jako součást standardu bezdrátového nabíjení Qi.

Rezonanční elektrodynamická indukce se také používá k napájení zařízení bez baterií, jako jsou RFID tagy a bezkontaktní čipové karty, a k přenosu elektrické energie z primárního induktoru do spirálového rezonátoru Teslova transformátoru, také bezdrátový vysílač elektrická energie.

Elektrostatická indukce

Laserová metoda

V případě, že se vlnová délka elektromagnetického záření přiblíží k viditelné oblasti spektra (od 10 μm do 10 nm), lze energii převést její přeměnou na laserový paprsek, který lze následně nasměrovat do fotobuňky přijímače.

Laserový přenos energie má ve srovnání s jinými metodami bezdrátového přenosu řadu výhod:

• přenos energie na velké vzdálenosti (kvůli malá velikost divergenční úhel mezi úzkými paprsky monochromatické světelné vlny);
• snadné použití pro malé produkty (díky malé velikosti pevnolátkový laser - fotoelektrická polovodičová dioda);
• žádné vysokofrekvenční rušení stávající fondy komunikace, jako je Wi-Fi a mobilní telefony (laser takové rušení nevytváří);
• možnost kontroly přístupu (elektřinu mohou přijímat pouze přijímače, které jsou osvětlené laserový paprsek).

Tato metoda má také řadu nevýhod:

• Přeměna nízkofrekvenčního elektromagnetického záření na vysokofrekvenční záření, kterým je světlo, je neúčinná. Přeměna světla zpět na elektřinu je také neefektivní, protože účinnost solárních článků dosahuje 40-50 %, ačkoli účinnost přeměny monochromatického světla je mnohem vyšší než účinnost solárních panelů;
• ztráty v atmosféře;
• potřeba přímé viditelnosti mezi vysílačem a přijímačem (jako u mikrovlnného přenosu).

Technologie přenosu energie laserem byla dříve primárně zkoumána při vývoji nových zbraňových systémů a v leteckém průmyslu a v současné době je vyvíjena pro aplikace komerční a spotřební elektroniky v aplikacích s nízkým výkonem. Systémy bezdrátového přenosu energie pro spotřebitelské aplikace musí splňovat požadavky na bezpečnost laseru IEC 60825. Pro lepší pochopení laserových systémů je třeba vzít v úvahu, že šíření laserového paprsku je mnohem méně závislé na omezeních difrakce, protože prostorové a spektrální přizpůsobení charakteristik laseru umožňuje zvyšte provozní výkon a vzdálenost, protože vlnová délka ovlivňuje zaostřování.

Dryden Flight Research Center NASA předvedlo let lehkého bezpilotního modelu letadla poháněného laserovým paprskem. Tím se prokázala možnost periodického dobíjení pomocí laserového systému bez nutnosti přistání letadla.

Střídavý proud může být přenášen vrstvami atmosféry s atmosférickým tlakem nižším než 135 mm Hg. Umění. Proud protéká elektrostatickou indukcí spodní atmosférou přibližně 2-3 míle (3,2-4,8 km) nad hladinou moře a iontovým tokem, tedy elektrickým vedením, ionizovanou oblastí umístěnou nad 5 km. Intenzivní vertikální paprsky ultrafialová radiace může být použit k ionizaci atmosférických plynů přímo nad dvěma zvýšenými terminály, což vede k tvorbě plazmatu vedení vysokého napětí elektrické přenosy vedoucí přímo do vodivých vrstev atmosféry. V důsledku toho se mezi dvěma zvýšenými terminály vytvoří tok elektrický proud, přecházející do troposféry, přes ni a zpět do dalšího terminálu. Elektrickou vodivost vrstvami atmosféry umožňuje kapacitní plazmový výboj v ionizované atmosféře.

Nikola Tesla objevil, že elektřina může být přenášena jak zemí, tak atmosférou. V průběhu svého výzkumu dosáhl zapálení lampy na střední vzdálenosti a zaznamenal přenos elektřiny na velké vzdálenosti. Wardenclyffe Tower byla koncipována jako komerční projekt pro transatlantiku bezdrátové telefonování a stal se skutečnou ukázkou možnosti bezdrátového přenosu energie v celosvětovém měřítku. Instalace nebyla dokončena z důvodu nedostatku finančních prostředků.

Země je přirozený vodič a tvoří jeden vodivý obvod. Zpětná smyčka probíhá přes horní troposféru a spodní stratosféru ve výšce asi 4,5 mil (7,2 km).

Globální systém pro přenos elektřiny bez drátů, takzvaný „Worldwide Wireless System“, založený na vysoké elektrické vodivosti plazmatu a vysoké elektrické vodivosti země, navrhl Nikola Tesla na začátku roku 1904 a mohl být příčina tunguzského meteoritu, který vznikl v důsledku „ zkrat„mezi nabitou atmosférou a zemí.

Celosvětový bezdrátový systém

Rané experimenty slavného srbského vynálezce Nikola Tesly se týkaly šíření obyčejných rádiových vln, tedy Hertzových vln, elektromagnetických vln šířících se vesmírem.

V roce 1919 Nikola Tesla napsal: „Předpokládá se, že jsem začal pracovat na bezdrátovém přenosu v roce 1893, ale ve skutečnosti jsem předchozí dva roky prováděl výzkum a konstruoval zařízení. Od samého začátku mi bylo jasné, že úspěchu lze dosáhnout řadou radikálních rozhodnutí. Vysokofrekvenční generátory a nejprve musely být vytvořeny elektrické oscilátory. Jejich energii bylo nutné převést na účinné vysílače a přijímat na dálku vhodnými přijímači. Takový systém by byl účinný, pokud by vyloučil jakékoli vnější zásahy a zajistil jeho úplnou exkluzivitu. Postupem času jsem si však uvědomil, že pro efektivní práce Zařízení tohoto druhu musí být vyvinuta s ohledem na fyzikální vlastnosti naší planety.“

Jednou z podmínek pro vytvoření globálního bezdrátový systém je konstrukce rezonančních přijímačů. Jako takové lze použít uzemněný spirálový rezonátor a zvýšený terminál Teslovy cívky. Tesla osobně opakovaně předváděl bezdrátový přenos elektrické energie z vysílací do přijímací Teslovy cívky. To se stalo součástí jeho bezdrátového přenosového systému (patent USA č. 1119732, 18. ledna 1902, „Přístroj pro přenos elektrické energie“). Tesla navrhla instalaci více než třiceti transceiverových stanic po celém světě. V tomto systému navíjecí cívka funguje jako snižující transformátor s vysokým proudovým výstupem. Parametry vysílací cívky jsou shodné s přijímací cívkou.

Cílem celosvětového bezdrátového systému Tesly bylo spojit přenos energie s rádiovým a směrovým vysíláním bezdrátová komunikace, což by odstranilo četná vedení vysokého napětí a usnadnilo propojení elektrických generátorů v celosvětovém měřítku.

viz také

• WiTricity

Poznámky

1. „Elektřina na kolumbijské výstavě“, od Johna Patricka Barretta. 1894, str. 168-169 (anglicky)
2. Experiments with Alternating Currents of Very High Frequency and Their Application to Methods of Artificial Illumination, AIEE, Columbia College, N.Y., 20. května 1891 (anglicky)
3. Experiments with Alternate Currents of High Potential and High Frequency, IEE Address, Londýn, únor 1892
4. On Světlo a Jiné Vysokofrekvenční jevy, Franklin Institut, Philadelphia, únor 1893 a Národní Elektrická sdružení As  Louis, březen 1893
5. The Work Jagdish Chandra Bose: 100 let výzkumu mm-wave (anglicky)
6. Jagadish Chandra Bose (anglicky)
7. Nikola Tesla o práci se střídavými proudy a jejich aplikaci v bezdrátové telegrafii, telefonii a přenosu energie, str. 26-29. (Angličtina)
8. 5. června 1899, Nikola Tesla  Colorado Jarní Poznámky  1899-1900, Nolit, 1978 (anglicky)
9. Nikola Tesla: Naváděné zbraně a počítačové technologie (anglicky)
10. Elektrikář(Londýn), 1904 (anglicky)
11. Skenování minulosti: Historie elektrického inženýrství z minulosti, Hidetsugu Yagi
12. Tetelbaum S.I. O bezdrátovém přenosu elektřiny na velké vzdálenosti pomocí rádiových vln // Elektřina. - 1945. - č. 5. - str. 43-46.
13. Kostenko A.A. Kvazioptika: historické pozadí a moderní vývojové trendy // Radiofyzika a radioastronomie. - 2000. - T. 5, č. 3. - str. 231.
14. A průzkum prvků přenosu výkonu mikrovlnným paprskem, v 1961 IRE Int.  Conf.  Rec., vol.9, part 3, str.93-105 (anglicky)
15. IEEE Mikrovlnná Teorie a techniky, Významná kariéra Billa Browna (anglicky)
16. Power from the Sun: Its Future, Science Vol. 162, str. 957-961 (1968)
17. Patent Solar Power Satellite  (anglicky)
18. Historie RFID
19. Iniciativa Space Solar Energy 
20. Bezdrátový Napájení Přenos pro Solární Napájení Satelit (SPS) (Druhý Návrh N. Shinohara), Space Solární Power Workshop, Technologický institut Georgia
21. W. C. Brown: The History of Power Transmission by Radio Waves: Microwave Theory and Techniques, IEEE Transactions on September, 1984, v.  32 (9), str.  1230-1242 (anglicky)
22. Bezdrátový Přenos výkonu přes silně spojené magnetické rezonance(Angličtina) . Věda (7. června 2007). Získáno 6. září 2010. Archivováno 29. února 2012.,
    Spustil se nový způsob bezdrátového přenosu elektřiny (Ruština). MEMBRANA.RU (8. června 2007). Získáno 6. září 2010. Archivováno 29. února 2012.
23. Technologie Bombardier PRIMOVE 
24. Intel představuje bezdrátové napájení pro váš laptop (anglicky)
25. bezdrátové elektřina specifikace blíží se dokončení
26. Global Qi Standard Powers Up Bezdrátové Nabíjení - HONG KONG, Sept.  2 /PRNewswire/
27. TX40 a CX40, Ex schválené Svítilna a nabíječka
28. Haier's bezdrátový HDTV postrádá vodiče, svelte profile (video) (anglicky),
    Bezdrátová elektřina ohromila své tvůrce (Ruština). MEMBRANA.RU (16. února 2010). Staženo 6. září 2010.

Problém přenosu energie na dálku dosud nebyl vyřešen. I když byla inscenována na přelomu století. První, komu se tento sen podařilo uskutečnit, byl Nikola Tesla: „Přenos energie bez drátů není teorie a nejen pravděpodobnost, jak si většina lidí myslí, ale jev, který jsem experimentálně demonstroval řadu let sama se mi hned tak nezjevila a v důsledku dlouhého a postupného vývoje se stala logickým důsledkem mého bádání, které bylo přesvědčivě prokázáno v roce 1893, kdy jsem světu poprvé představil schéma svého systému bezdrátového přenosu energie pro všechny druhy účelů Moje experimenty s proudy. vysoká frekvence byly vůbec první, které byly veřejně vedeny, a vzbudily intenzivní zájem kvůli možnostem, které otevíraly, a úžasné povaze samotných jevů. Málokterý specialista znalý moderního vybavení ocení obtížnost úkolu, když jsem měl k dispozici primitivní přístroje.“

V roce 1891 Nikola Tesla zkonstruoval rezonanční transformátor (Tesla transformátor), umožňující vysokofrekvenční kolísání napětí s amplitudou až milion voltů a jako první poukázal na fyziologické účinky vysokofrekvenčních proudů. Stojaté vlny pozorované během bouřky elektrické pole přivedl Teslu k myšlence na možnost vytvoření systému pro poskytování elektřiny spotřebitelům energie vzdáleným od generátoru bez použití drátů. Zpočátku byla Teslova cívka používána k přenosu energie na velké vzdálenosti bez drátů, ale brzy tato myšlenka ustoupila do pozadí, protože je téměř nemožné přenášet energii na vzdálenost tímto způsobem, důvodem je nízká účinnost Tesla cívka.

Teslův transformátor, neboli Teslova cívka, je jediný z vynálezů Nikoly Tesly, který dnes nese jeho jméno. Jedná se o klasický rezonanční transformátor, produkující vysoké napětí o vysoké frekvenci. Toto zařízení používal vědec v několika velikostech a variantách pro své experimenty. Zařízení bylo deklarováno patentem č. 568176 ze dne 22. září 1896 jako „Přístroj pro výrobu elektrických proudů o vysoké frekvenci a potenciálu“.

Existují 3 typy Teslových cívek:

SGTC-jiskřiště Tesla cívka - Teslova cívka na jiskřišti.
VTTC-vakuová elektronka Tesla cívka - Tesla cívka na rádiové elektronce.
SSTC-solid state Tesla coil - Tesla cívka na složitějších částech.

Popis konstrukce transformátoru. Ve své elementární podobě se skládá ze dvou cívek - primární a sekundární, a také svazku sestávajícího z jiskřiště (přerušovač, často se vyskytuje anglická verze Spark Gap), kondenzátoru a terminálu (zobrazeno jako „výstup“ ve schématu). Na rozdíl od mnoha jiných transformátorů zde není žádné ferimagnetické jádro. Vzájemná indukčnost mezi oběma cívkami je tedy mnohem menší než u běžných transformátorů s ferimagnetickým jádrem. Tento transformátor také nemá prakticky žádnou magnetickou hysterezi, jev zpoždění změn magnetické indukce vzhledem ke změnám proudu a další nevýhody zavedené přítomností feromagnetu v poli transformátoru. Primární cívka spolu s kondenzátorem tvoří oscilační obvod, jehož součástí je nelineární prvek - jiskřiště (jiskřiště). Svodič je v nejjednodušším případě obyčejný plynový; obvykle z masivních elektrod.

Sekundární cívka tvoří rovněž oscilační obvod, kde roli kondenzátoru plní kapacitní spojení mezi toroidem, koncovým zařízením, závity samotné cívky a dalšími elektricky vodivými prvky obvodu se Zemí. Konečné zařízení (terminál) může být vyrobeno ve formě disku, nabroušeného kolíku nebo koule. Terminál je navržen tak, aby produkoval předvídatelné jiskrové výboje dlouhá délka. Geometrie a vzájemná poloha částí Teslova transformátoru značně ovlivňuje jeho výkon, což je podobné problémům při navrhování jakýchkoliv vysokonapěťových a vysokofrekvenčních zařízení.

Dalším zajímavým zařízením je Van de Graaffův generátor. Jedná se o vysokonapěťový generátor, jehož princip činnosti je založen na elektrifikaci pohyblivé dielektrické pásky. První generátor vyvinul americký fyzik Robert Van de Graaff v roce 1929 a umožnil získat rozdíl potenciálů až 80 kilovoltů. Více než jeden byl postaven v letech 1931 a 1933 výkonné generátory, což umožnilo dosáhnout napětí až 7 milionů voltů. Obvod Van de Graaffova generátoru:

Velká dutá kovová elektroda ve tvaru polokoule je namontována na vysokonapěťovém izolačním sloupu. Horní konec dopravního pásu vstupuje do dutiny elektrody elektrické náboje, což je nekonečný pryžový pás na textilní bázi, natažený přes dvě kovové kladky a pohybující se obvykle rychlostí 20 - 40 m/sec. Spodní kladka, upevněná na kovové desce, je otáčena elektromotorem. Horní kladka je umístěna pod vysokonapěťovou kupolovou elektrodou a je pod plným napětím stroje. Nechybí ani systém napájení iontového zdroje a samotného zdroje. Spodní konec pásky prochází elektrodou nesenou konvenčním vysokonapěťovým zdrojem při vysokém napětí vzhledem k zemi až do 100 kV. V důsledku koronového výboje se elektrony přenášejí z pásky na elektrodu. Kladný náboj pásu zvednutého dopravníkem je nahoře kompenzován elektrony kopule, která dostává kladný náboj. Maximální dosažitelný potenciál je omezen izolačními vlastnostmi sloupu a vzduchu kolem něj. Čím větší elektroda, tím vyšší potenciál může odolat. Pokud je instalace hermeticky uzavřena a vnitřní prostor je vyplněn suchým stlačeným plynem, lze rozměry elektrody pro daný potenciál zmenšit. Nabité částice jsou urychlovány ve vakuové trubici umístěné mezi vysokonapěťovou elektrodou a „zemí“ nebo mezi elektrodami, pokud jsou dvě. Pomocí Van de Graaffova generátoru lze získat velmi vysoký potenciál, který umožňuje urychlit elektrony, protony a deuterony na energii 10 MeV a částice alfa nesoucí dvojnásobný náboj na 20 MeV. Energii nabitých částic na výstupu generátoru lze snadno řídit s velkou přesností, což umožňuje přesná měření. Proud protonového svazku v konstantním režimu je 50 μA a v pulzním režimu jej lze zvýšit na 5 mA.