Hukum interaksi arus elektrik yang ditemui oleh André Marie Ampere pada tahun 1820 meletakkan asas untuk pengembangan lebih lanjut mengenai sains elektrik dan magnet. 11 tahun kemudian, Michael Faraday secara eksperimen membuktikan bahawa medan magnet yang berubah yang dihasilkan oleh arus elektrik dapat menyebabkan arus elektrik pada konduktor lain. Ini adalah bagaimana transformer elektrik pertama dibuat.
Pada tahun 1864, James Clerk Maxwell akhirnya memodelkan data eksperimen Faraday, memberi mereka bentuk persamaan matematik yang tepat, berkat asas elektrodinamika klasik dibuat, kerana persamaan ini menggambarkan hubungan medan elektromagnetik dengan arus elektrik dan cas, dan kewujudan gelombang elektromagnetik semestinya merupakan akibat dari ini.
Pada tahun 1888, Heinrich Hertz secara eksperimen mengesahkan adanya gelombang elektromagnetik yang diramalkan oleh Maxwell. Pemancar percikannya dengan pemotong gegelung Rumkorf dapat menghasilkan gelombang elektromagnetik hingga 0,5 gigahertz, yang dapat diterima oleh beberapa penerima yang diselaraskan dengan resonansi dengan pemancar.
Penerima dapat terletak pada jarak hingga 3 meter, dan ketika percikan terjadi di pemancar, percikan api muncul di penerima. Ini adalah bagaimana eksperimen pertama dilakukan pada penghantaran tenaga elektrik tanpa wayar menggunakan gelombang elektromagnetik.
Pada tahun 1891, Nikola Tesla, yang mengkaji arus bergantian voltan tinggi dan frekuensi tinggi, sampai pada kesimpulan bahawa sangat penting bagi tujuan tertentu untuk memilih panjang gelombang dan voltan operasi pemancar, dan sama sekali tidak perlu membuat frekuensi terlalu tinggi.
Saintis menyatakan bahawa had frekuensi dan voltan yang lebih rendah di mana dia berjaya mencapai hasil terbaik pada masa itu adalah dari 15,000 hingga 20,000 ayunan sesaat pada potensi 20,000 volt. Tesla menerima arus frekuensi tinggi dan voltan tinggi dengan menggunakan pelepasan kapasitor berosilasi (lihat - Transformer Tesla). Dia menyedari bahawa pemancar elektrik jenis ini sesuai untuk penghasilan cahaya dan penghantaran elektrik untuk menghasilkan cahaya.
Video promosi:
Dalam tempoh dari 1891 hingga 1894, saintis berulang kali menunjukkan transmisi tanpa wayar, dan cahaya tiub vakum di medan elektrostatik frekuensi tinggi, sambil mencatat bahawa tenaga medan elektrostatik diserap oleh lampu, diubah menjadi cahaya, dan tenaga medan elektromagnetik digunakan untuk induksi elektromagnetik untuk mendapatkan yang serupa hasilnya kebanyakannya dipantulkan, dan hanya sebahagian kecilnya yang ditukarkan menjadi cahaya.
Walaupun menggunakan resonans ketika dipancarkan menggunakan gelombang elektromagnetik, sejumlah besar tenaga elektrik tidak dapat dipancarkan, saintis berpendapat. Matlamatnya dalam tempoh kerja ini adalah untuk menghantar sejumlah besar tenaga elektrik secara wayarles.
Sehingga tahun 1897, selari dengan karya Tesla, kajian gelombang elektromagnetik dilakukan oleh Jagdish Boche di India, Alexander Popov di Rusia, dan Guglielmo Marconi di Itali.
Mengikuti ceramah umum Tesla, Jagdish Boche bercakap pada November 1894 di Calcutta dengan demonstrasi penghantaran elektrik tanpa wayar, di mana dia menyalakan serbuk mesiu, menghantar tenaga elektrik dari jarak jauh.
Selepas Boche, iaitu pada 25 April 1895, Alexander Popov, menggunakan kod Morse, mengirimkan pesan radio pertama, dan tarikh ini (7 Mei, gaya baru) kini disambut setiap tahun di Rusia sebagai "Hari Radio".
Pada tahun 1896, ketika Marconi tiba di Great Britain, dia menunjukkan peralatannya dengan mengirimkan isyarat menggunakan kod Morse yang jaraknya 1.5 kilometer dari bumbung pejabat pos di London ke bangunan lain. Selepas itu, dia memperbaiki ciptaannya dan dapat menghantar isyarat di sepanjang Dataran Salisbury yang sudah berada pada jarak 3 kilometer.
Tesla pada tahun 1896 berjaya menghantar dan menerima isyarat pada jarak kira-kira 48 kilometer antara pemancar dan penerima. Walau bagaimanapun, tidak ada penyelidik yang berjaya menghantar sejumlah besar tenaga elektrik dalam jarak jauh.
Mengeksperimen di Colorado Springs, pada tahun 1899, Tesla menulis: "Ketidakkonsistenan kaedah induksi sangat besar dibandingkan dengan kaedah menarik daya bumi dan udara." Ini akan menjadi permulaan penyelidikan saintis yang bertujuan untuk menghantar elektrik pada jarak jauh tanpa menggunakan wayar. Pada bulan Januari 1900, Tesla akan membuat catatan dalam buku hariannya mengenai keberhasilan pemindahan tenaga ke gegelung "dilakukan ke lapangan" dari mana lampu dihidupkan.
Dan kejayaan saintis yang paling bercita-cita tinggi adalah pelancaran pada 15 Jun 1903, Menara Wardencliffe di Long Island, yang dirancang untuk menghantar tenaga elektrik pada jarak yang jauh dalam jumlah besar tanpa wayar. Penggulungan sekunder yang dibumikan dari transformer resonan, di atas dengan kubah sfera tembaga, harus menggembirakan cas bumi dan lapisan udara yang konduktif untuk menjadi elemen litar resonan besar.
Oleh itu saintis berjaya menghidupkan 200 lampu 50 watt pada jarak kira-kira 40 kilometer dari pemancar. Namun, berdasarkan kelayakan ekonomi, pembiayaan untuk projek itu dihentikan oleh Morgan, yang sejak awal melaburkan wang dalam projek tersebut untuk mendapatkan komunikasi tanpa wayar, dan pemindahan tenaga percuma pada skala industri dari jarak jauh, sebagai seorang peniaga, secara pasti tidak berpuas hati dengannya. Pada tahun 1917, menara yang dirancang untuk penghantaran tenaga elektrik tanpa wayar, musnah.
Baca lebih lanjut mengenai eksperimen Nikola Tesla di sini: Kaedah resonan penghantaran tenaga elektrik tanpa wayar oleh Nikola Tesla.
Jauh kemudian, pada periode 1961 hingga 1964, seorang pakar dalam bidang elektronik gelombang mikro, William Brown, bereksperimen di Amerika Syarikat dengan jalan untuk penghantaran tenaga melalui pancaran gelombang mikro.
Pada tahun 1964, dia pertama kali menguji alat (model helikopter) yang mampu menerima dan menggunakan tenaga pancaran gelombang mikro dalam bentuk arus terus, berkat susunan antena yang terdiri dari dipol separuh gelombang, yang masing-masing dimuat dengan dioda Schottky yang sangat efisien. Sudah pada tahun 1976, William Brown telah memindahkan 30 kW kuasa dengan pancaran gelombang mikro pada jarak 1.6 km dengan kecekapan melebihi 80%.
Pada tahun 2007, sebuah kumpulan penyelidikan di Massachusetts Institute of Technology yang diketuai oleh Profesor Marina Solyachich berjaya menghantar tenaga tanpa wayar pada jarak 2 meter. Daya yang dihantar cukup untuk menyalakan bola lampu 60 watt.
Teknologi mereka (disebut WiTricity) berdasarkan fenomena resonans elektromagnetik. Pemancar dan penerima adalah dua gegelung tembaga dengan diameter 60 cm masing-masing bergema pada frekuensi yang sama. Pemancar disambungkan ke sumber tenaga dan penerima disambungkan ke lampu pijar. Gelung diselaraskan hingga 10 MHz. Penerima dalam kes ini hanya menerima 40-45% daripada elektrik yang dihantar.
Pada masa yang sama, Intel menunjukkan teknologi penghantaran kuasa tanpa wayar yang serupa.
Pada tahun 2010, Haier Group, pengeluar perkakas rumah Cina, melancarkan produk uniknya di CES 2010, sebuah TV LCD tanpa wayar sepenuhnya berdasarkan teknologi ini.
Andrey Povny
