Tutkimus induktioon perustuvan langattoman sähkönsiirron tehokkuuteen vaikuttavista tekijöistä
Nieminen, Joni (2024)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202405038936
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202405038936
Tiivistelmä
Langattomaan sähkönsiirtoon perustuvat teknologiat ovat saavuttaneet viime vuosina suosiotaan erityisesti pienempien sähkölaitteiden kuten esimerkiksi matkapuhelimien ja sähköhammasharjojen lataamisessa. Teorian ja aiheeseen liittyvän tutkimuksen perusteella langattomaan sähkönsiirtoon liittyy yhtenä suurimpana haasteena siirron alhainen tehokkuus. Langattoman siirron tehokkuuden tulisi parantua, jotta teknologia saavuttaisi merkittävän aseman myös suurempien tehojen siirtämisessä.
Tutkimuksen tavoitteena on ollut selvittää induktioon perustuvan langattoman sähkönsiirron tehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä ja näiden merkitystä. Tutkittavat muuttujat olivat etäisyys, kelojen asento, kelojen kierroslukumäärä ja käytettävä taajuus.
Mittaustulokset ovat yhdenmukaisia teorian ja aiemman tutkimuksen kanssa. Tehtyjen mittausten perusteella ensinnäkin suurempi taajuus johti suurempaan tehokkuuteen. Etäisyyden vaikutus oli myös olennainen ja tehonsiirron tehokkuuden havaittiinkin olevan eksponentiaalisesti riippuvainen etäisyydestä. Myös kelojen keskinäisellä asennolla oli suuri vaikutus tehonsiirtoon. Kelojen keskinäisen asennon muuttuessa tehonsiirto laski huomattavasti. Tutkittavista muuttujista myös kelojen kierroslukumäärällä havaittiin olevan merkitystä, sillä tehokkuuden havaittiin olevan selvästi suurempaa kelaparilla, jossa kierroslukumäärä oli suurin. Pienimmässä kelaparissa kierroslukumäärä oli 20 kierrosta ja tehonsiirto yleisesti tällä kelaparilla jäi hyvin alhaiseksi.
Tutkimustulosten ja teorian perusteella pystyttiin myös tekemään johtopäätös, että suuremman suhteellisen permeabiliteetin aineen käyttäminen välittäjäaineena parantaisi tehonsiirron tehokkuutta. Langattoman, induktioon perustuvan, sähkönsiirron hyödyntäminen erityisesti pienemmissä sähkölaitteissa on järkevä ratkaisu tulevaisuudessakin. Sen sijaan suurempia tehoja vaativissa sovelluksissa, tulisi teknologian tehokkuuden vielä parantua, jotta teknologia syrjäyttäisi johtimeen perustuvan latausteknologian.
Tutkimuksen tavoitteena on ollut selvittää induktioon perustuvan langattoman sähkönsiirron tehokkuuteen vaikuttavia tekijöitä ja näiden merkitystä. Tutkittavat muuttujat olivat etäisyys, kelojen asento, kelojen kierroslukumäärä ja käytettävä taajuus.
Mittaustulokset ovat yhdenmukaisia teorian ja aiemman tutkimuksen kanssa. Tehtyjen mittausten perusteella ensinnäkin suurempi taajuus johti suurempaan tehokkuuteen. Etäisyyden vaikutus oli myös olennainen ja tehonsiirron tehokkuuden havaittiinkin olevan eksponentiaalisesti riippuvainen etäisyydestä. Myös kelojen keskinäisellä asennolla oli suuri vaikutus tehonsiirtoon. Kelojen keskinäisen asennon muuttuessa tehonsiirto laski huomattavasti. Tutkittavista muuttujista myös kelojen kierroslukumäärällä havaittiin olevan merkitystä, sillä tehokkuuden havaittiin olevan selvästi suurempaa kelaparilla, jossa kierroslukumäärä oli suurin. Pienimmässä kelaparissa kierroslukumäärä oli 20 kierrosta ja tehonsiirto yleisesti tällä kelaparilla jäi hyvin alhaiseksi.
Tutkimustulosten ja teorian perusteella pystyttiin myös tekemään johtopäätös, että suuremman suhteellisen permeabiliteetin aineen käyttäminen välittäjäaineena parantaisi tehonsiirron tehokkuutta. Langattoman, induktioon perustuvan, sähkönsiirron hyödyntäminen erityisesti pienemmissä sähkölaitteissa on järkevä ratkaisu tulevaisuudessakin. Sen sijaan suurempia tehoja vaativissa sovelluksissa, tulisi teknologian tehokkuuden vielä parantua, jotta teknologia syrjäyttäisi johtimeen perustuvan latausteknologian.