[发明专利]一种利用一根导线输电的系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用一根导线输电的系统及方法，系统包括依次相连的调频调谐电路、特斯拉升压变压器、一根输电导线、特斯拉降压变压器和整流电路，调频调谐电路输入端与电源输出端相连，整流电路输出端与用电设备相连。方法包括：调频调谐电路调节电压频率；特斯拉升压变压器将电能转化为高频强振荡电场并传输；特斯拉降压变压器接收高频强振荡电场并转化为电能；整流电路转换电能为用电设备所需电压和频率。通过送电电路和受电电路调节电压和频率，利用特斯拉升压变压器将电能转换成高频强振荡电场，使用一根导线使高频强振荡电场沿着导线有方向地传播，降低了大量的线路成本，同时降低电能在导线传输过程中的电能损耗，提高了输电效率。

技术领域

本发明涉及电力传输领域，尤其涉及一种利用一根导线输电的系统及方法。

背景技术

生活中到处都有用电设备，电力传输是将电能输送给用电设备的首要前提，高效、高功率、低损耗的电能传输是我们一直追求的目标。目前绝大部分的电力输送系统都是利用导线回路或者利用大地形成回路来传输电能，这种输电方式在输电时导线中存在较大电流，使得导线上的电能损耗较大，导致输电效率低，造成了巨大的资源浪费。

发明内容

本发明主要解决原有的输电时线路成本高、电能损耗较大的技术问题，提供一种利用一根导线输电的方法，使用送电电路和受电电路调节电压和频率，利用特斯拉升压变压器将电能转换成高频强振荡电场，使用一根导线使高频强振荡电场沿着导线有方向性地传播，降低了大量的线路成本，同时降低电能在导线传输过程中的电能损耗，提高了输电效率。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种利用一根导线输电的系统，包括依次相连的调频调谐电路、特斯拉升压变压器、一根输电导线、特斯拉降压变压器和整流电路，所述调频调谐电路输入端与电源输出端相连，整流电路输出端与用电设备相连。

作为优选，所述的特斯拉升压变压器的一端与输电导线相连，另一端与自身电容相连。特斯拉变压器的特点是电磁共振，它可以在共振频率下将初级线圈的能量传输到次级线圈上，使次级线圈上的能量不断升高，从而得到一个很强的高频振荡电场。从麦克斯韦方程组我们可以知道传递能量的电流分为传导电流和位移电流，传导电流是通过电子的移动传递能量，而位移电流是通过变化的电场传递能量。位移电流密度表示为：由公式能够看出电场变化得越快，位移电流密度越大，也就是说电场越强频率越高，位移电流传递的能量越大。

作为优选，所述的特斯拉降压变压器的一端与输电导线相连，另一端与自身电容相连。接收端的特斯拉变压器在共振频率下不断地将高频强振荡电场的能量转换成普通电能，并将电能输送给整流电路。

作为优选，所述的输电导线替换为导电材料、介电材料和电容器。电场的传播不需要形成回路，而且在真空中也可以传播，使用导线是为了使振荡电场沿着导线有方向性地传播，因此导电材料、介电材料和电容器也能替代导线。

一种利用一根导线输电的方法，包括以下步骤：

(1)将电源接入调频调谐电路；电源输出端与调频调谐电路输入端相连，使得输出电流先经过调频调谐电路。

(2)调频调谐电路调节电压频率；使电源频率与后续电路参数匹配。

(3)特斯拉升压变压器将电能转化为高频强振荡电场；

(4)使用一根输电导线传输高频强振荡电场；

(5)特斯拉降压变压器接收高频强振荡电场并转化为电能；

(6)整流电路将电能转换成用电设备需要的电压和频率。根据用电设备需求对电压和频率进行调整。

作为优选，所述的步骤(2)调频调谐电路1通过调节电压频率，使特斯拉变压器达到谐振状态。

作为优选，所述的步骤(4)输电导线传输电能时的工作电压和工作频率按照需求调节。