Принципы беспроводной электропередачи
Составим электросистему из двух однополюсных источников
(работающих в противофазе) и потребителя, расположенных в пунктах А и В и
соединенных через земной шар (рис. 7).
Расчетная схема для нее показана на рисунке 8. Если активное
сопротивление потребителя в пункте приема (RB) значительно превышает все
сопротивления источников и заземлений, то токи в системе определяются формулой 1.где Ед и Ев— потенциалы ЭДС однополюсных
источников, Хо — сопротивление земного шара. По этой формуле видно, что
распределение тока при беспроводной передаче энергии через земной шар отличается
от передачи энергии через землю с обратным проводом. Если в схеме (рис. 1) весь
ток замыкается через потребитель, то при однополюсных источниках часть тока
передатчика (Jo ) расходится концентрическими кругами по всему земному шару, не
проходя через потребитель. Прежде чем рассмотреть этот ток, остановимся на
вопросе: чему равна емкость земного шара?! На первый взгляд, вопрос этот кажется
тривиальным. Ведь еще из школьной физики известно, что емкость проводящего шара
радиусом 6370 км равна 708 мкФ. Да, но это только для постоянного тока или
переменного такой частоты, при. которой весь шар находится под одним и тем же
потенциалом. В рассматриваемой передаче длина волны намного меньше окружности
земного шара, поэтому, расходясь по поверхности Земли, волны тока будут заряжать
шар поясами чередующейся полярности (рис. 9). Если при одноименном заряде шара
элементарный заряд (q0 ) на его поверхности отталкивается остальной частью так,
будто весь заряд сосредоточен в центре шара, то при разноименных зарядах
отталкивающее действие одного пояса частично компенсируется притягивающим
действием смежных. Кроме того, заряды эти не стационарны, а пульсируют по
поверхности шара волнами тока. Поэтому классическое выражение для реактивного
сопротивления земного шара, зависящее от его емкости, здесь неприемлемо, тем
более, что оно не учитывает его индуктивность.