Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Flisk

Onderzoekers aan de universiteit van Arizona zijn er in geslaagd om elektriciteit doorheen lucht te transporteren. Met deze nieuwe techniek is het mogelijk om een afstand van ongeveer 10 meter te overbruggen.

Ze deden dit met behulp van lasers. Lucht is geen goede geleider, plasma daarentegen is dat wel. Eerst werd er een krachtige femtoseconde laser gebruikt, deze warmt de lucht op zodat het plasma wordt. Direct daarna gebruikte men een nanoseconde laser die het gecreëerde pad van plasma voor een langere tijd openhield. Twee elektroden aan de uiteinden van dat pad zorgden voor een spanningsverschil zodat er elektriciteit doorheen de lucht stroomde.

Afbeelding

Bronnen:

Lees het volledige artikel op phys.org
Klik hier voor het abstract van het onderzoek.

physicalattraction

Als ik het goed begrijp blijft die nanoseconde laser gepulst werken om het pad open te houden. Is het logisch dat een gepulste ns laser beter het plasma heet houdt dan een continue laser?

Flisk

Ik denk dat een continue laser gewoon niet energierijk genoeg is. Bij een gepulste laser kunnen ze de energie opsparen tussen iedere puls. Resultaat is misschien wel dat de gemiddelde energie ongeveer hetzelfde is als bij een continue laser, maar tijdens zo'n puls kan je een hogere temperatuur bereiken.

Ik ben niet zeker, maar denk dat het hiermee te maken heeft.

physicalattraction

Hoe kan dat? Als je gemiddeld evenveel energie ergens insteekt, warmt het gemiddeld ook even sterk op. Het kan niet zo zijn dat je met een gepulste laser je het plasma continu op 10.000 K kunt houden en met een continue laser je het plasma slechts continu op 1,000 K kunt houden. Er moet dus meer aan de hand zijn, bijvoorbeeld dat er energie uit het stroomtransport wordt ontrokken.

Flisk

Alles net nog eens doorgelezen, ik denk dat het toch om slechts één puls gaat.

Uit het artikel (deze link):

'Instead of relying on ohmic heating of the conductive plasma channel by the applied DC electric field, we directly heat the plasma by an auxiliary laser pulse with multijoule pulse energy and with a duration in the nanosecond range.'

Kwintendr

Dit staat in het artikel:

"These early attempts used nanosecond lasers, which were the most practical lasers at the time due to their intense power and very short duration."

Een continue laser kan niet genoeg energie leveren per tijdseenheid om je tunnel plasma open te houden. Als je daarentegen met een pulserende laser vlak nadat het plasma gecreëerd is energie toevoegt, zal je plasma blijven bestaan tijdens die puls. Een pulserende laser zal meer energie per tijdseenheid kunnen leveren tijdens zijn puls omdat tussen pulsen de energie kan opbouwen.

Flisk

Maar dat ging over onderzoek uit de jaren 70. Ik denk dat er gewoon één puls van de ns laser volgde op de puls van de fs laser. Zoals de figuur van de opstelling suggereert.

: eleklucht.JPG (25.24 KiB) 1384 keer bekeken

Kwintendr

Zeg ik toch? Die fs laser bezit genoeg energie er puls om naar plasma te gaan maar dan moet dat plasma natuurlijk blijven bestaan. Vandaar die ns laser, die genoeg energie bezit in 1 puls om het tijdens die puls open te houden. Moest je dat met een continue laser proberen zal je niet genoeg energie per tijdseenheid kunnen leveren om je plasma te onderhouden.

physicalattraction

Begrijp ik hieruit goed dat de stroom maar voor 1 ns aangehouden werd? Zo niet, waar kwam dan de energie vandaan om de lucht heet genoeg te houden?

Kwintendr

physicalattraction schreef: Begrijp ik hieruit goed dat de stroom maar voor 1 ns aangehouden werd? Zo niet, waar kwam dan de energie vandaan om de lucht heet genoeg te houden?

Dat is toch wat ik er uit begrijp.

Flisk

Dit is wat ik haal uit het artikel:

Free electrons in the femtosecond laser filament absorb energy from the nanosecond heater pulse through an inverse bremsstrahlung process. Then, just like in the scenario of guidance by the femtosecond filament alone, the heat is transferred from the electrons to the gas molecules, and the gas radially expands, creating a preferred low-density path for electrical discharge to go through. The existence of a continuous conductive path bridging the entire gap between the electrodes is no longer necessary.The lifetime of the lowdensity guide thus produced is determined by thermal diffusion and is in the millisecond range.

Daar staat dat het pad openblijft gedurende milliseconden. Het is echter geen plasma meer, maar gas.

Indien de link niet meer werkt uit post 5, zie pdf:

optica-1-2-125.pdf: (1.04 MiB) 907 keer gedownload

mulderar2323

Ik zie een interessante discussie opdoemen. Ik vroeg me echter af of de doorslagspanning van lucht niet veel lager wordt als al een soort vlamboog hebt. Je hebt namelijk heel veel spanning nodig om een vlamboog te maken. Als je deze echter in stand hebt dan kun je deze gerust veel langer maken. Ik geef echter wel toe dat er dan veel warmte vrij komt. Daarin zou dan al veel energie verloren gaan voordat de energie uberhaupt bij je apparaat is.

Benm

Als je de stroom wat langer laat lopen zal dat zeker wel gebeuren. Je ziet op een plaatje een mooi recht lijntje geioniseerde lucht, maar als je die stroom laat lopen worden het geheid een vlamboog gezien het door de warmte omhoog gaat bewegen.

Overigens vraag ik me wel af wat hier de pratkische toepassing gaat zijn - zowel de lasers als de hoogspanning zijn behoorlijk gevaarlijk. Ook al zou het werken over ettelijke meters of desnoods een kilometer zie ik nog niet zo snel een toepassing waarbij een draad niet praktischer en veiliger is.

Flisk

Benm schreef: Overigens vraag ik me wel af wat hier de pratkische toepassing gaat zijn - zowel de lasers als de hoogspanning zijn behoorlijk gevaarlijk. Ook al zou het werken over ettelijke meters of desnoods een kilometer zie ik nog niet zo snel een toepassing waarbij een draad niet praktischer en veiliger is.

In het artikel stond een voorbeeld. Zo zou je de techniek misschien kunnen gebruiken om landmijnen vanop een afstand te laten ontploffen.

Benm

Hmmkay, dat is wel weer erg ver gezocht. Als je weet waar die dingen liggen zijn er gemakkelijker methoden dunkt me.

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.

Re: Elektriciteitstransport doorheen lucht met behulp van laser.