A teoria tesla: quem vai ganhar a corrida pelo poder sem fio?

Video: Documentário Historia- Nikola Tesla, pai da electricidade

Quando você pensa de energia sem fio, as imagens de raios correndo de uma bobina de Tesla para outro, provavelmente, vêm à mente, ou talvez imagens do momento monstro de Frankenstein veio vivo.10 Of The Best Tesla Bobinas Música vídeos no YouTube10 Of The Best Tesla Bobinas Música vídeos no YouTubeNikola Tesla é justamente considerado como um dos maiores mentes científicas de todos os tempos. Seu trabalho pioneiro como engenheiro, especialmente no campo da eletricidade e eletromagnetismo, quer dizer o seu nome é sinônimo de ...consulte Mais informação

Embora a idéia parece ridículo e quase impossível, você pode se surpreender ao saber que o poder sem fio está rapidamente se tornando uma realidade.

Há uma série de teorias e propostas apresentadas adiante para realizar a façanha futurista de transferência de energia elétrica através do ar para os dispositivos em sua casa - que nós vamos chegar a neste artigo -, mas em primeiro lugar, é importante para compreender o potencial e as limitações do a ciência por trás destas tentativas.

O que é Wireless Power?

Quando as pessoas pensam de eletricidade, eles pensam do plug tradicional um ou dois fios que tem um terminal positivo, um terminal negativo, e às vezes um fio terra. Os terminais positivos e negativos formam o que é essencialmente um circuito eléctrico, como mostrado no diagrama abaixo.

Este é o exemplo mais simples de um circuito eléctrico. Bem, na verdade remover a chave seria mais simples, mas você começa o ponto.

A bateria “+” e “-” terminais são os fios vermelho e preto em sua ficha de alimentação, se você está conectando uma lâmpada, um computador, ou qualquer outra coisa.

Em seu nível fundamental, a eletricidade pode ser descrito como o fluxo de uma “corrente” de positivo para terminais negativos. Eu estou indo para evitar uma discussão teórica do movimento das partículas reais cobrados. Basta compreender que para alimentar um dispositivo elétrico, ele precisa de uma diferença de tensão entre esses dois terminais.

Então, como é possível transformar um sistema que, obviamente, depende de um condutor, como um fio elétrico para o fluxo de carga? O que você pretende fazer, atirar a carga a partir da ponta de um fio para outro? Bem ... .sorta.

Deixe-me apresentar-lhe, o transformador.

Este é realmente um conceito que tem sido em torno desde o tempo do próprio Tesla. Você toma um fio carregando seu fonte de tensão (conectado a uma tomada doméstica AC 60 Hz, por exemplo), e enrole ao redor em muitos loops. Oh diabo, use um pedaço de ferro para tornar mais fácil para embrulhar os loops.

Em seguida, envolva um segundo fio a uma distância curta a partir da primeira bobina. Você vai induzir corrente na segunda bobina, como mágica.

Ok, não exatamente magia, mas muito perto. Basicamente, cada fio que tem alternando tensão induz um campo eletromagnético em torno dele, chamado de fluxo. Quando você enrolar o fio, você amplificar esse campo. Escorregar material magnético, como ferro em que bobina, e você melhorar a sua capacidade para transferir a energia até que a segunda bobina. Mas - aqui está o kicker - a mesma coisa pode acontecer para a direita através do ar.

Nunca usar um forno de indução?

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Se você tem a chance de ver um, transformá-lo até ao calor completo e colocar a mão sobre o queimador. Não, a sério - tocá-lo o quanto quiser. Você não vai ficar queimado. Esses fios enrolados são destinadas a induzir correntes de Foucault na panela de ferro fundido colocado no fogão. Este, por sua vez aquece o pote, que aquece a comida.

Esta transmissão de energia elétrica através do ar é como geradores, motores, e até mesmo suas obras carregador escova de dentes elétrica. Nesses casos, em vez de um núcleo de ferro, é um “air-core”. É o fluxo que transfere a energia elétrica.

Avanços na Wireless Power

Então, por que não os cientistas foram capazes de wirelessy poder transferência usando indução antes? Bem, para entender isso, você realmente precisa ir para as pessoas que começaram tudo - ou, pelo menos, pegou a tocha de Nikola Tesla.

Em um artigo de 2006 publicado na revista Annals of Physics, pesquisadores do MIT descreveu como eles pretendiam provar que esses campos poderiam ser usados ​​para transmitir sem fio de energia.

Nós investigar se, e em que medida, o fenômeno físico da longa vida estados eletromagnéticos ressonantes com padrões de campo lentamente-evanescentes localizadas pode ser usado para transferir a energia de forma eficiente em distâncias não negligenciáveis, mesmo na presença de objetos estranhos ambientais.

Na planície Inglês, os pesquisadores estavam dizendo que eles acreditavam que, usando a configuração correta, estes campos de indução poderia ser usado para transferir o poder a uma distância, mesmo com objetos no caminho.

E adivinhem, até 2007, eles provaram isso, e publicou seus resultados em um artigo experimental publicado na revista Science.

Usando bobinas auto-ressonante em um regime fortemente acoplado, que experimentalmente demonstrado eficiente transferência de energia não radiativa em distâncias de até 8 vezes o raio das bobinas. Fomos capazes de transferir 60 watts com ~ 40% de eficiência em distâncias superiores a 2 metros.

Este foi um feito incrível. Para aqueles de vocês ainda não bem afinado para o sistema métrico, 2 metros é um pouco mais pés e seis e meio. Basicamente, eles poderiam transferir o poder de uma bobina para a outra, a distância de uma pessoa muito alta.

Qual foi o seu segredo? Era o que eles chamaram de “bobinas de ressonância”. Eles afinado as bobinas - o número, o raio, e outros fatores, a fim de alcançar uma espécie de “ressonância” entre as duas bobinas.

É essencial que as bobinas de estar em ressonância para a transferência de energia para ser prático (6). Encontramos experimentalmente que a potência transmitida à carga cai drasticamente tanto como uma das bobinas é detuned de ressonância.

Independentemente disso, essa conquista provocou o rápido desenvolvimento de aplicações de energia sem fio. A corrida foi por diante.

A corrida para aproveitar o poder

Raça que eles fizeram.

Uma das primeiras startups que saltou sobre esta tecnologia para fins comerciais foi WiTricity. Já em 2009, CEO Eric Giler deu uma demonstração da tecnologia de energia sem fio em TEDGlobal de 2009.

Ele não era o único. Muitas empresas imediatamente pulou sobre esta tecnologia para aplicações que estavam prático e fácil em curtas distâncias. Sem fio carregar dispositivos portáteis foi uma primeira escolha óbvia, e em 2009 o primeiro indutiva de carregamento pads chegou ao mercado.Será que a Duracell myGrid Really carga, bem como um cabo de alimentação?Será que a Duracell myGrid Really carga, bem como um cabo de alimentação?Os cabos de energia são um conceito cada vez mais antiquada no mundo sem fio de hoje, mas até agora eles continuam a ser uma necessidade. Ninguém quer ser forçado a amarrar seus eletrônicos para ninho de cabos a um rato ...consulte Mais informação

Agora você pode colocar seus dispositivos móveis nessas almofadas, e eles vão cobrar. Não é necessário perder em torno de tomada de energia do seu telefone anymore.

Se você acha que foi uma invenção legal, em seguida, considerar o quão longe a indústria tem vindo desde os dias da descoberta do MIT. Em 2011, uma empresa chamada Evatran criado um sistema de “Plugless Power” para carros elétricos usando a tecnologia de indução para carregar veículos elétricos sem quaisquer cabos.

carregamento indutivo não é o futuro dos carros elétricos, que já está aqui.

O futuro da energia sem fio

Agora que você sabe onde a indústria está com energia sem fio, vamos dar uma olhada para onde está indo.

No início de 2014, pesquisadores da Coréia do Instituto Avançado de Ciência e Tecnologia (KAIST) anunciou que tinha desenvolvido um “dipolo Bobina sistema ressonante”, onde eles onde capaz de estabelecer uma “ampla gama de transferência de energia indutiva, até 5 metros entre transmissor e receptor bobinas.”

Eles também foram capazes de encolher o tamanho da bobina do que a equipe do MIT tinha usado, fazendo a coisa toda mais prático (embora ainda caros) para fins comerciais.

Chun T. Rim, o chefe do projeto de pesquisa, disse à Science Daily que ele imaginou um tal sistema que está sendo usado para fornecer “hotspots de energia sem fio”, assim como as pessoas usam hotspots da Internet.

Assim como vemos zonas Wi-Fi em todos os lugares hoje, nós, eventualmente, terá muitas zonas Wi-Power em locais como restaurantes e ruas que fornecem energia elétrica sem fios a dispositivos eletrônicos.

Cinco metros é pés quase dezesseis anos e meio. Agora você está falando sobre o comprimento de um típico quarto em uma casa.

Ao longo deste ano, uma empresa chamada Ossia tem vindo a fazer as rondas com o seu conceito chamado Cota, uma tecnologia as promessas da empresa permitirá a carregamento sem fio de dispositivos de até 30 pés de distância da estação de base.O que está a ser carregada sem fio & Como exatamente isso funciona? [MakeUseOf Explica]O que está a ser carregada sem fio & Como exatamente isso funciona? [MakeUseOf Explica]Vivemos em um mundo sem fio. Exceto nós não. Claro, podemos enviar grandes quantidades de informação através das ondas, mas os dispositivos capazes de enviar e receber que estão amarrados a cabos de alimentação ....consulte Mais informação

Mas, claro, fanboys da Apple não tenho medo, a sua empresa está na vanguarda deste jogo também.

Em agosto, a Apple recebeu duas patentes que foram relacionados com a sua aplicação prevista de indução ressonante de carregamento de energia sem fio.

Uma patente descreve como os usuários serão capazes de conectar uma fonte de alimentação - como um dongle ou de um dispositivo dentro de um sistema de computador mais novo - e, em seguida, que a fonte de alimentação sem fio cobrar todos os dispositivos “devidamente sintonizados” nas proximidades.

A patente diz:

... o dispositivo periférico apropriadamente ajustado pode ser considerado como sendo uma parte de um circuito de ressonância que pode incluir o fornecimento de energia NFMR e quaisquer outros dispositivos periféricos de modo sintonizados.

A patente revela toda uma corrida indústria electrónica para capitalizar sobre uma tecnologia que pode transformar completamente o que uma casa moderna parece.

Primeiro virão os dispositivos menores que são mais fáceis de carregar, com demandas de energia mais baixos. No entanto, se os outros jogadores no setor de energia a indução tem nada a dizer sobre isso, todos os dispositivos domésticos - a partir do seu microondas para sua TV de tela grande - será alimentado sem quaisquer cabos de alimentação de qualquer natureza.

Um dia, as pessoas podem olhar para as tomadas de energia em uma casa em muito da mesma forma as crianças hoje olhar para aquelas velhas, tomadas de rede tolas. Pronto ou não, poder sem fios é o futuro - e eu aposto Nikola Tesla está rindo em seu túmulo.

Como você se sente sobre o poder sem fio? você vai abraçar a tecnologia, ou você tem alguma dúvida? Compartilhe seus pensamentos na seção de comentários abaixo!