The Tesla Theory Chi vincerà la gara per la potenza wireless?

Quando pensi alla potenza wireless, le immagini dei fulmini che corrono da una bobina di Tesla 10 dei migliori video musicali su bobine di Tesla su YouTube 10 dei migliori video musicali su bob di Tesla su YouTube Nikola Tesla è giustamente considerata una delle più grandi menti scientifiche di tutti tempo. Il suo lavoro pionieristico come ingegnere, in particolare nel campo dell'elettricità e dell'elettromagnetismo, significa che il suo nome è sinonimo di ... Leggi di più su un altro probabilmente ti viene in mente, o forse immagini del momento in cui il mostro di Frankenstein è diventato vivo.

Mentre l'idea sembra ridicola e quasi impossibile, potresti essere sorpreso di apprendere che la potenza wireless sta rapidamente diventando una realtà.

Ci sono un certo numero di teorie e proposte avanzate per realizzare l'impresa futuristica di trasferire l'elettricità attraverso l'aria ai dispositivi della tua casa - cosa che vedremo in questo articolo - ma prima è importante capire sia il potenziale che i limiti della scienza 10 Scienza Canali di YouTube da non perdere 10 Scienza Canali di YouTube da non perdere La parola scienza significa essenzialmente conoscenza, ed è questa ricerca di apprendimento e comprensione che ha portato l'umanità al massimo del suo potere. Il Web offre ampie opportunità di disperdere tale conoscenza per ... Leggi di più dietro questi tentativi.

Cos'è l'alimentazione wireless?

Quando la maggior parte delle persone pensa all'elettricità, pensa alla tradizionale spina a uno o due fili che ha un terminale positivo, un terminale negativo e talvolta un filo di terra. I terminali positivo e negativo costituiscono essenzialmente un circuito elettrico, come mostrato nello schema seguente.

Questo è l'esempio più semplice di un circuito elettrico. Bene, in realtà rimuovere l'interruttore sarebbe più semplice, ma ottieni il punto.

La batteria “+” e “-” i terminali sono i fili rosso e nero nella spina di alimentazione, sia che tu stia collegando una lampada, un computer o qualsiasi altra cosa.

Al suo livello fondamentale, l'elettricità può essere descritta come il flusso di a “attuale” da terminali positivi a negativi. Eviterò una discussione teorica sul movimento delle particelle cariche reali. Basta capire che per alimentare un dispositivo elettrico, ha bisogno di una differenza di tensione tra questi due terminali.

Quindi, come è possibile trasformare un sistema che ovviamente dipende da un conduttore come un filo elettrico per il flusso di carica? Cosa dovresti fare, sparare la carica dalla punta di un filo ad un altro? Beh ... .sorta.

Lascia che ti presenti, il trasformatore.

Questo è in realtà un concetto che è esistito sin dai tempi dello stesso Tesla. Prendi un cavo che trasporta la tensione della sorgente (collegato ad esempio a una presa domestica da 60 Hz CA) e avvolgilo in molti loop. Oh diamine, usa un pezzo di ferro per rendere più facile avvolgere i cappi.

Quindi, avvolgere un secondo filo a breve distanza dalla prima bobina. Indurre corrente nella seconda bobina, proprio come per magia.

Ok, non proprio magico, ma piuttosto vicino. Fondamentalmente, ogni filo che ha una tensione alternata induce un campo elettromagnetico attorno ad esso, chiamato flusso. Quando arrotoli il filo, amplifica quel campo. Fai scivolare il materiale magnetico come ferro in quella bobina e migliori la tua capacità di trasferire l'energia a quella seconda bobina. Ma - ecco il kicker - la stessa cosa può accadere proprio nell'aria.

Mai usare un forno a induzione?

Se hai la possibilità di vederne una, alzala a fuoco massimo e metti la mano sul bruciatore. No, sul serio: toccalo tutto quello che ti piace. Non ti brucerai. Quei fili a spirale sono pensati per indurre correnti parassite nelle pentole in ghisa poste sul fornello. Questo a sua volta riscalda il piatto, che riscalda il cibo.

Questa trasmissione di energia elettrica attraverso l'aria è il modo in cui funzionano i generatori, i motori e persino il caricabatterie dello spazzolino elettrico. In questi casi, invece di un nucleo di ferro, è un “air-core”. È il flusso che trasferisce l'energia elettrica.

Innovazioni in Wireless Power

Quindi, perché gli scienziati non sono stati in grado di trasferire la potenza senza fili usando prima l'induzione? Beh, per capire questo, hai davvero bisogno di andare da quelli che hanno iniziato tutto - o almeno, ha preso la torcia di Nikola Tesla.

In un documento del 2006 pubblicato su Annals of Physics, i ricercatori del MIT hanno descritto come intendevano dimostrare che questi campi potrebbero essere utilizzati per trasmettere in modalità wireless il potere.

Esaminiamo se e in quale misura il fenomeno fisico di stati elettromagnetici risonanti di lunga durata con modelli di campo localizzati lentamente ed evanescenti può essere utilizzato per trasferire l'energia in modo efficiente su distanze non trascurabili, anche in presenza di oggetti ambientali estranei.

In parole povere, i ricercatori stavano dicendo che credevano che usando la giusta configurazione, questi campi di induzione potessero essere usati per trasferire energia a distanza, anche con oggetti nel modo.

E indovina cosa, nel 2007, lo hanno dimostrato, e hanno pubblicato i loro risultati in un articolo sperimentale pubblicato su Science.

Usando bobine auto-risonanti in un regime fortemente accoppiato, abbiamo sperimentalmente dimostrato un efficiente trasferimento di potenza non radiativo su distanze fino a 8 volte il raggio delle bobine. Siamo stati in grado di trasferire 60 watt con un'efficienza del ~ 40% su distanze superiori a 2 metri.

Questo è stato un risultato incredibile. Per quelli di voi non ancora ben sintonizzati con il sistema metrico, 2 metri sono poco più di sei piedi e mezzo. Fondamentalmente potevano trasferire energia da una bobina all'altra, la distanza di una persona molto alta.

Qual era il loro segreto? Era quello che chiamavano “bobine risonanti”. Hanno messo a punto le bobine - il numero, il raggio e altri fattori, al fine di ottenere una sorta di “risonanza” tra le due bobine.

È essenziale che le bobine siano in risonanza perché il trasferimento di potenza sia pratico (6). Scopriamo sperimentalmente che la potenza trasmessa al carico cala bruscamente quando una delle bobine viene dissociata dalla risonanza.

Indipendentemente da ciò, questo risultato ha innescato il rapido sviluppo di applicazioni di alimentazione wireless. La gara era aperta.

The Race to Harness the Power

Gara hanno fatto.

Una delle prime startup che ha sfruttato questa tecnologia per scopi commerciali era WiTricity. Già nel 2009, il CEO Eric Giler ha presentato una dimostrazione della tecnologia di alimentazione wireless a TEDGlobal 2009.

Non era l'unico. Molte aziende hanno immediatamente sfruttato questa tecnologia per applicazioni pratiche e facili a breve distanza. La ricarica wireless dei dispositivi portatili è stata una prima scelta ovvia, e nel 2009 i primi pad di ricarica induttivi Il Duracell myGrid si carica davvero come un cavo di alimentazione? Il Duracell myGrid carica davvero tanto quanto un cavo di alimentazione? I cavi di alimentazione sono un concetto sempre più antiquato nel mondo wireless di oggi, ma finora rimangono una necessità. Nessuno vuole essere costretto a legare la propria elettronica al nido di corde di un topo ... Leggi di più sul mercato.

Ora puoi posizionare i tuoi dispositivi mobili su questi pad e li ricaricheranno. Non c'è più bisogno di armeggiare per la spina del telefono.

Se pensi che sia stata una bella invenzione, allora considera solo quanto è arrivata l'industria dai tempi della scoperta del MIT. Entro il 2011, una società di nome Evatran ha creato un “Potere senza spina” sistema per auto elettriche che utilizza la tecnologia ad induzione per caricare veicoli elettrici senza cavi.

La ricarica induttiva non è il futuro delle auto elettriche, è già qui.

Il futuro della potenza wireless

Ora che sai dove si trova l'industria con il wireless, diamo un'occhiata a dove sta andando.

All'inizio del 2014, i ricercatori del Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) hanno annunciato di aver sviluppato a “Sistema di risonanza della bobina dipolare” dove sono in grado di stabilire un “gamma estesa di trasferimento di potenza induttivo, fino a 5 metri tra le bobine del trasmettitore e del ricevitore.”

Erano anche in grado di ridurre le dimensioni delle bobine rispetto a quelle utilizzate dal team del MIT, rendendo il tutto più pratico (sebbene ancora costoso) per scopi commerciali.

Chun T. Rim, il capo del progetto di ricerca, ha dichiarato a Science Daily che immaginava di utilizzare un sistema del genere “hot-spot di alimentazione wireless” proprio come le persone usano gli hotspot Internet.

Proprio come oggi vediamo le zone Wi-Fi ovunque, alla fine avremo molte zone Wi-Power in luoghi come ristoranti e strade che forniscono energia elettrica in modalità wireless ai dispositivi elettronici.

Cinque metri sono quasi sedici piedi e mezzo. Ora stai parlando della lunghezza di una stanza tipica in una casa.

Nel corso di quest'anno, una società chiamata Ossia ha fatto il giro con il suo concetto chiamato Cota, una tecnologia che la società promette consentirà la ricarica wireless Che cosa è la ricarica wireless e come funziona esattamente? [MakeUseOf Explains] Che cos'è la ricarica wireless e come funziona esattamente? [MakeUseOf Explains] Viviamo in un mondo senza fili. Tranne noi no. Certo, siamo in grado di inviare enormi quantità di informazioni attraverso le onde radio, ma i dispositivi in ​​grado di inviarlo e riceverlo sono legati ai cavi di alimentazione ... Maggiori informazioni sui dispositivi fino a 30 piedi di distanza dalla stazione di base.

Ma, naturalmente, i fan di Apple non temono, la tua azienda è in prima linea anche in questo gioco.

Nel mese di agosto, Apple ha ricevuto due brevetti relativi alla loro applicazione pianificata di ricarica wireless a induzione risonante.

Un brevetto descrive come gli utenti saranno in grado di collegare un alimentatore, ad esempio un dongle o un dispositivo all'interno di un sistema informatico più recente, e quindi che l'alimentazione caricherà in modalità wireless tutto “sintonizzato in modo appropriato” dispositivi nelle vicinanze.

Il brevetto dice:

... il dispositivo periferico opportunamente sintonizzato può essere considerato come parte di un circuito di risonanza che può includere l'alimentazione NFMR e qualsiasi altro dispositivo periferico così sintonizzato.

Il brevetto rivela un'intera industria elettronica in corsa per capitalizzare su una tecnologia che potrebbe trasformare completamente ciò che una famiglia moderna assomiglia.

Per prima cosa arriveranno i dispositivi più piccoli che sono più facili da caricare, con minori richieste di energia. Tuttavia, se gli altri attori nel settore dell'energia di induzione hanno qualcosa da dire al riguardo, tutti i dispositivi domestici - dal tuo forno a microonde al televisore a grande schermo - saranno alimentati senza alcun cavo di alimentazione di sorta..

Un giorno, le persone possono guardare le prese di corrente in una casa più o meno nello stesso modo in cui i ragazzi oggi guardano quelle vecchie, stupide prese di rete. Pronto o no, il futuro del wireless è il wireless, e scommetto che Nikola Tesla sta ridendo nella sua tomba.

Come ti senti riguardo l'alimentazione wireless? Accetterete la tecnologia o avete qualche preoccupazione? Condividi i tuoi pensieri nella sezione commenti qui sotto!

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