Як збирати енергію з магнітних полів найближчій електропроводки

Тема видобутку електрики з «повітря» – з електромагнітного шуму, вібрацій, світла, вологості і багато з чого ще – хвилює як цивільних дослідників, так і їхніх колег з погонами. Свій внесок в цю тему внесли вчені з Університету штату Пенсільванія. З магнітних полів прилеглої електропроводки вони змогли добути електрику потужністю в кілька милливатт, чого достатньо, наприклад, для прямого харчування цифрового будильника.

В опублікованій в журналі Energy & Environmental Science статті вчені розповіли про розрахунки і про виготовлення спеціальних перетворювачів електромагнітних полів в електричний струм. Видобувний елемент виконаний у вигляді багатошарової тонкої пластини з постійним магнітом на вільному кінці (інший кінець пластини надійно закріплений). Сама пластина складається з шару пьезоелектрика і шару з магнитострикционного матеріалу (Fe85B5Si10 Metglas).

Магнітострикційний матеріал цікавий тим, що при зміні стану намагніченості його обсяг і лінійні розміри змінюються. Набридливе гудіння котушок в відкритих – це, як правило, магнітострикційні зміни в сердечниках. У змінному магнітному полі звичайної електропроводки частотою 50 або 60 Гц пластинка з Metglas починає вібрувати і деформувати приклеєну до неї пластинку з пьезоелектрика. У підключеної до пластин мережі починає текти струм.Втім, магнітострикційний матеріал в парі з п’єзоелектриком виробляє тільки до 16% електрики, що генерується елементом. Основну вироблення дає коливання постійного магніту в електромагнітному полі. Стверджується, що пікова напруга на елементі досягає 80 В в поле силою 300 мкТл. Але найцінніше, що розроблений елемент міг добувати достатньо енергії для прямого харчування цифрових годин в поле силою менше 50 мкТл на видаленні 20 см від електропроводки.


Свої дослідження вчені з Університету штату Пенсільванія вели разом з дослідниками компанії Virginia Tech і групою Командування з розвитку бойових можливостей армії США.