Vifaa vya kielektroniki vinaweza kujichaji bila kuchomekwa kwenye chanzo cha umeme

Vifaa vya kielektroniki vinaweza kuchaji betri zao kupitia njia mbalimbali bila kuchomekwa kwenye chanzo cha umeme. Kile ambacho njia zote tofauti zinafanana ni kwamba zinachukua nishati ambayo iko katika aina nyingine (mwangaza, mwanga, mitetemo, mawimbi ya redio, na kadhalika.) kutoka kwa mazingira ya nje na kisha kubadilisha nishati katika nishati ya electrochemical ambayo huhifadhiwa kwenye betri za kifaa. Ingawa njia kama hizo ni nzuri kisayansi na tayari zimeonyeshwa kwa mafanikio, nishati iliyochukuliwa kutoka kwa mazingira ya nje mara nyingi haitoshi kuwa muhimu kwa vitendo. Utafiti wa kina unaendelea kwa sasa ili kufanya kunasa nishati kwa ufanisi zaidi, na mafanikio yameanza kupatikana katika eneo hili. Simu nyingi tayari zinapatikana zinazotoa malipo ya bila waya. Hebu tuangalie aina kuu za nishati ambazo kifaa kinaweza kutumia kujichaji bila kuchomekwa.

Nguvu ya jua
Mbinu ya zamani zaidi ya kunasa nishati inayotumiwa kwenye vifaa vya kielektroniki ina uwezekano mkubwa wa kunasa nishati ya jua kwa kutumia seli ya jua. Vikokotoo vidogo vinavyotumia seli za miale ya jua kuzisaidia kuwasha vimekuwepo kwa miongo kadhaa. Seli za jua (photovoltais) kunyonya mwanga wa kawaida na kuibadilisha moja kwa moja kwa umeme kwa kutumia tabaka za semiconductors. Wakati photovoltais inaeleweka vizuri na imeanzishwa kibiashara katika hatua hii, kuna vikwazo kadhaa katika kutumia photovoltais kuchaji upya kifaa cha elektroniki cha mkono. Vikwazo kuu ni kwamba mchakato wa uongofu wa mwanga-kwa-umeme wa photovoltaics hauna ufanisi. Maendeleo ya hivi karibuni yamefanywa ambayo yanaongeza ufanisi, na utafiti mkali unaendelea ili kuendelea kuongeza ufanisi. Drawback nyingine ni kwamba kwa viwango vya kawaida vya taa, mwanga hauna nishati nyingi hivyo kuanza. Kwa seli za jadi za jua kutoa nguvu zinazofaa, zinapaswa kuwa kubwa kwa ukubwa, nje kwenye jua moja kwa moja kwa muda mrefu, na kuelekezwa kuelekea jua. Hakuna masharti haya ambayo yanafaa sana kwa simu ya rununu ambayo unaiweka mfukoni mwako au mkononi mwako siku nyingi.

Nishati ya Mtetemo/Kinetic
Wakati wowote kitu kinaposogea au kutetema, ina nishati ya kinetic. Ikiwa mwendo wa kitu umesimamishwa kwa njia sahihi, nishati hii ya kinetic inaweza kubadilishwa kuwa umeme badala ya kuwa joto la kawaida la taka. Magari mseto hutumia dhana hii kurudisha umeme kwenye betri kila unapokanyaga breki. Nishati ya kinetic ya gari inayosonga mbele inabadilishwa kuwa nishati ya umeme kwa kutumia jenereta kwenye magurudumu, badala ya nishati kuishia kama joto la taka kwenye pedi za breki. Kwa kifaa cha mkono, nishati muhimu ya kinetiki ambayo inaweza kufikia ni matuta ya mara kwa mara na kusukuma uzoefu wa kifaa unapotembea na kubeba kifaa mfukoni mwako.. Utafiti unaendelea ili kufanya kunasa nishati ya kinetiki kwa vitendo na kwa ufanisi. Kwa mfano, Zhong Lin Wang na Jinhui Song walionyesha ubadilishaji wa nishati ya vibrational kuwa nishati ya umeme kwa kutumia safu za nanowire za piezoelectric.. Fuwele za piezoelectric zina mali ya kuvutia ambayo wakati wao hupigwa, wanazalisha kiasi kidogo cha umeme. Kwa kawaida, kiasi cha nishati iliyokamatwa kupitia athari ya piezoelectric ni ndogo sana kuwasha kifaa, lakini maendeleo ya hivi karibuni katika miundo ya nanoscale yanaongeza ufanisi wao.

Nishati ya joto
Joto iliyoko katika mazingira ya asili inaweza kukamatwa na kubadilishwa kuwa umeme. Kuna njia nyingi za kufanya hivi, lakini dhana ya msingi ni kusambaza mwendo wa joto usio na mpangilio wa ayoni au elektroni katika mwendo uliopangwa zaidi wa malipo., ambayo inajumuisha mkondo wa umeme. Ufungaji huu mara nyingi hukamilishwa kwa kuweka vifaa anuwai na sifa tofauti za mafuta na umeme. Kwa mfano, watafiti Guoan Tai, Zihan Xu, na Jinsong Liu hivi karibuni wameonyesha ubadilishaji wa joto kuwa umeme kwa kutumia safu ya ion ambayo huunda kati ya silicon na shaba.(II) suluhisho la kloridi.

Mawimbi ya Redio na Uingizaji wa Umeme
Mawimbi yote ya sumakuumeme hubeba nishati. Kwa kawaida, mawimbi ya redio yanayotuzunguka yana nguvu za kutosha kubeba ishara (kama ishara ya simu ya rununu), lakini dhaifu sana kutoa nguvu muhimu kwa kifaa. Kwa kutumia mawimbi makali zaidi ya redio, nishati inaweza kuangaziwa bila waya kwa viwango muhimu vya nishati kwa kifaa. Nikola Tesla ni maarufu kwa upainia wa utafiti katika upitishaji wa umeme bila waya katika miaka ya 1890. Katika mbinu kama hiyo, mawimbi ya redio iliyoko kutoka kwenye miamba, miti, nyota, na kadhalika hazina nguvu za kutosha kutoa uwezo. Badala yake, kisambaza nguvu kilichojitolea kinahitajika ili kuunda mawimbi makali ya redio, ambayo inaweza kuchukuliwa kuwa hasara. Zaidi ya hayo, ikiwa kisambazaji redio rahisi cha mezani kinatumika, kifaa kitakachochajiwa kingelazimika kuwa katika jengo moja na kisambaza data ili kunasa vyema nishati ya sumakuumeme.. Hili linaweza lisiwe kizuizi kikubwa kama pasiwaya na akapata shahada yake ya kwanza na Ph.D visambaza data kama vile vipanga njia vya WIFI na minara ya simu za mkononi tayari vinakuwa vya kawaida vya kutosha kutoa muunganisho wa intaneti na mapungufu machache.. Ya wireless mwangaza vifaa vya upitishaji vinaweza kujengwa kwenye waya iliyopo isiyotumia waya na akapata shahada yake ya kwanza na Ph.D miundombinu ya usafirishaji. Kwa sababu visambazaji vya umeme visivyo na waya vinahitaji tu kuunganishwa kwenye chanzo cha nguvu na hazihitaji kuunganishwa kwenye mtandao, zinaweza kusakinishwa hata kwenye magari, boti, na katika maeneo ya mbali. Kumbuka kwamba kuna tofauti ya kimsingi kati ya mawimbi ya redio na induction ya sumakuumeme. Mawimbi ya redio ni mawimbi ya kusafiri yanayojitangaza yenyewe katika uwanja wa sumakuumeme. Tofauti, madhara introduktionsutbildning ni zaidi localized sumakuumeme misukosuko ambayo haina wimbi, lakini bado kubeba nishati. Kutoka kwa mtazamo wa teknolojia, upitishaji wa nguvu ya mawimbi ya redio na upitishaji wa nguvu ya induction ni kitu sawa. Mbinu za kuchaji mawimbi ya redio/kwa kufata neno tayari zinatumika kwenye bidhaa kadhaa za kibiashara, kama vile Nexus ya Google 4 simu na Nokia Lumia 920 simu.

Mikopo:https://wtamu.edu/~cbaird/sq/2013/10/17/vifaa-vya-elektroniki-vingeweza-kujichaji-bila-kuchomekwa-kwenye-chanzo-cha-umeme/