Электромагнитная индукция вокруг нас: другой взгляд на привычный нам мир
Сколько можно летать? «Пока хватит топлива», — скажет любитель самолетов. «Пока аккумулятор не сядет», — скажет владелец модного беспилотника. «Сколько захочется», — возразит Сэмер Альдрахер (Samer Aldhaher) из Имперского колледжа Лондона. Демонстрируя возможности технологий беспроводной передачи энергии, физик придумал несложную модификацию миниатюрного квадрокоптера, купленного в магазине, и снял с него бортовые элементы питания. Вместо них на дрон установлена простейшая спираль из медной ленты — находясь поблизости от индуцирующей медной катушки, аппарат остается в воздухе столько, сколько душе угодно.
Конструкция системы Альдрахера совсем проста, но еще проще — устройство для демонстрации электромагнитной индукции в беспроводной передаче электричества, сборку которого демонстрирует ролик YouTube-канала Ludic Science. Удивить окружающих, заинтересовать ребенка: все, что понадобится — моток медной проволоки, транзистор, батарейка, с которой мы будем передавать энергию, и светодиод, который попробуем зажечь. Все детали объясняются в ролике, и не пугайтесь, что он на английском, схема действительно проще некуда.
Жаль, что такие простые системы очень неэффективны: индуцирующая катушка распространяет энергию ненаправленно, и львиная доля ее теряется, так и не попадая на заряжаемое устройство. Впрочем, радиофизики находят довольно остроумные способы обходить это ограничение. Например, компания Ossia продвигает беспроводные «зарядки», встроенные в стены или в виде отдельно стоящих устройств — и способные эффективно заряжать даже такой прожорливый гаджет, как iPhone. Специальный модуль на самом смартфоне рассылает слабые сигналы, часть которых (как напрямую, так и отразившись от окружающих предметов) попадает на заряжающее устройство и позволяет определить положение смартфона в пространстве. Дальнейшее — дело техники: ответные высокоэнергетические импульсы отправляются по тем же направлениям в обратную сторону, с частотой 100 Гц.
Ну а чтобы добраться до самой сути и выяснить, как работают такие устройства, нет ничего лучше, чем посмотреть старое доброе кино. 20-минутный научно-популярный фильм «Электромагнитная индукция». Вышедший в 1978 г. на «Леннаучфильме», он ничуть не устарел, как не стареют и законы физики.
