Nikola Tesla: 5G-netværk kunne realisere sin drøm om trådløs elektricitet

Nikola Tesla

Billede via Wallsdesk

Denne artikel om Nikola Tesla og trådløs elektricitet offentliggøres her med tilladelse fra Samtalen . Dette indhold deles her, fordi emnet kan interessere Snopes-læsere, det repræsenterer dog ikke arbejdet fra Snopes faktakontrol eller redaktører.




På højden af ​​sin karriere blev den banebrydende elektroingeniør Nikola Tesla besat af en idé. Han teoretiserede, at elektricitet kunne transmitteres trådløst gennem luften over lange afstande - enten via en række strategisk placerede tårne ​​eller ved at hoppe over et system med ophængte balloner.



Ting gik ikke efter planen og Teslas ambitioner om en trådløs global elforsyning blev aldrig realiseret. Men selve teorien blev ikke modbevist: den ville simpelthen have krævet en ekstraordinær mængde magt, hvoraf meget ville være spildt.

Nu, et forskningsoplæg har antydet, at arkitekterne i 5G-netværket måske uforvarende har bygget, hvad Tesla undlod at konstruere i slutningen af ​​det tyvende århundrede: et 'trådløst elnet', der kunne tilpasses til at oplade eller drive små enheder indlejret i biler, hjem, arbejdspladser og fabrikker.



Da 5G er afhængig af et tæt netværk af master og en kraftig antenneserie, er det muligt, at den samme infrastruktur med nogle justeringer kan overføre strøm til små enheder. Men transmissionen vil stadig lide under den største ulempe ved Teslas tårne: spild af høj energi, som det kan være vanskeligt at retfærdiggøre i betragtning af, at klimakrisen haster.

5G-netværk

Et sort / hvidt foto af et elektricitetstårn

Et af Teslas tårne, fotograferet i 1904.
Wikimedia

alexandria ocasio-cortez college grad

For årtier siden blev det opdaget det en tæt fokuseret radiostråle kan overføre strøm over relativt store afstande uden at bruge en ledning til at bære opladningen. Den samme teknologi bruges nu i 5G-netværk : den nyeste generation af teknologi til at overføre internetforbindelse til din telefon via radiobølger transmitteret fra en lokal antenne.



Denne 5G-teknologi sigter mod at give en 1.000 gange kapacitetsforøgelse i løbet af den sidste generation, 4G, for at give op til en million brugere mulighed for at oprette forbindelse pr. kvadratkilometer - hvilket gør de øjeblikke, der søger efter signal på musikfestivaler eller sportsbegivenheder, en fortid.

For at understøtte disse opgraderinger bruger 5G noget teknisk magi, og denne magi findes i tre dele: meget tætte netværk med mange flere master, speciel antenneteknologi og inkludering af millimeter bølge (mmWave) transmission sammen med mere traditionelle bånd.

Den sidste af disse, mmWave, åbner meget mere båndbredde på bekostning af kortere transmissionsafstande. For kontekst fungerer de fleste WiFi-routere i 2 GHz-båndet. Hvis din router har en 5 GHz-indstilling, har du bemærket, at film streamer mere jævnt - men du skal være tættere på din router for at den skal fungere.

hvad der var i kufferten i pulp fiction

Forøg frekvensen yderligere (som mmWave, der fungerer ved 30 GHz eller mere), og du ser endnu større forbedringer i båndbredde - men du skal være tættere på basestationen for at få adgang til den. Dette er grunden til 5G master mere tæt grupperet end 4G master.

Et 5G-antennemodul på en mast

5G-master er tættere grupperet end deres forgængere.
Lisic / Shutterstock

Den sidste smule magi er at tilføje mange flere antenner - mellem 128 og 1.024 sammenlignet med et meget mindre antal (kun to i nogle tilfælde) til 4G. Flere antenner giver master mulighed for at danne hundreder af blyantlignende bjælker, der er målrettet mod bestemte enheder, hvilket giver effektiv og pålidelig internet til din telefon på farten.

Disse er tilfældigvis de samme råvarer, der er nødvendige for at skabe et trådløst elnet. Den øgede netværksdensitet er særlig vigtig, fordi den åbner muligheden for at bruge mmWave-bånd til at transmittere forskellige radiobølger, som kan bære både internetforbindelse og elektrisk strøm.

Eksperimenterer med 5G magt

Det eksperimenter brugte nye antennetyper til at lette trådløs opladning. I laboratoriet var forskerne i stand til at stråle 5G strøm over en relativt kort afstand på lidt over 2 meter, men de forventer, at en fremtidig version af deres enhed vil være i stand til at transmittere 6μW (6 milliontedele watt) i en afstand af 180 meter.

For at sætte det i sammenhæng forbruger almindelige IoT-enheder (IoT) enheder omkring 5μW - men kun når de er i deres dybeste dvaletilstand. Selvfølgelig kræver IoT-enheder mindre og mindre strøm for at køre, da der udvikles smarte algoritmer og mere effektiv elektronik, men 6 μW er stadig en meget lille mængde strøm.

Det betyder i øjeblikket i det mindste, at 5G trådløs strøm sandsynligvis ikke er praktisk til opladning af din mobiltelefon, når du går om dagen. Men det kunne oplade eller strømme IoT-enheder , som sensorer og alarmer, som er forventes at blive udbredt i fremtiden.

På fabrikker vil for eksempel hundreder af IoT-sensorer sandsynligvis blive brugt til at overvåge forholdene i lagre, til at forudsige fejl i maskiner eller til at spore bevægelsen af ​​dele langs en produktionslinje. At være i stand til at overføre strøm direkte til disse IoT-enheder vil tilskynde til flytningen til langt mere effektiv fremstillingspraksis.

Problemer med tænderne

Men der vil være udfordringer, der skal overvindes inden da. For at give trådløs strøm vil 5G-master forbruge omkring 31 kW energi - svarende til 10 kedler, der konstant koger vand.

Skønt bekymringer om, at 5G-teknologi kan forårsage kræft, har været bredt debunked af forskere , denne mængde magt, der stammer fra master, kan være usikker. EN grov beregning foreslår, at brugerne skal holdes mindst 16 meter væk fra masterne for at overholde sikkerheden regler indstillet af US Federal Communications Commission.

Når det er sagt, er denne teknologi i sin barndom. Det er bestemt muligt, at fremtidige tilgange, såsom en ny antenne med smallere og mere målrettede bjælker, kunne reducere den krævede energi - og spildte - energi for hver mast betydeligt.

På nuværende tidspunkt minder det foreslåede system om det fiktive ” Wonkavision ”I Roald Dahls Charlie and the Chocolate Factory, der opnåede den bedrift at stråle konfekture ind i tv - men måtte bruge en kæmpe blok chokolade til at producere en meget mindre i den anden ende.

taco bell lukker for godt

Fordi den bruger en stor mængde strøm i forhold til den strøm, den leverer til enheder, er 5G trådløs strøm i øjeblikket spekulativ. Men hvis ingeniører kan finde mere effektive måder at stråle strøm gennem luften, kan det godt være, at Nikola Teslas drøm om trådløs strøm kunne realiseres - over 100 år siden hans forsøg mislykkedes.


Elena Gaura , Lektor for forskning, Coventry University og James Peter Brusey , Professor i datalogi, Coventry University

Denne artikel er genudgivet fra Samtalen under en Creative Commons-licens. Læs original artikel .