Oamenii de știință ruși au dezvoltat un sistem de transmisie de energie fără fir extrem de eficient. Poate fi folosit pentru a crea camere în care telefoanele mobile și tabletele vor fi încărcate automat, „din aer”.
La începutul secolului XX, Nikola Tesla a testat pentru prima dată posibilitățile de transmitere wireless a energiei electrice, dar până de curând tehnologia nu a fost practic folosită sau îmbunătățită.
În 2007, o echipă de oameni de știință de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) a testat din nou tehnologia WPT: au pornit un bec de 60 de wați de la o distanță de doi metri. Eficiența de transmisie a puterii a fost de 45 la sută.
Ulterior, tehnica a fost încercată în mod repetat să regândească și să îmbunătățească, în special, pentru a crește eficiența livrării de energie „prin aer”.
Pe baza acelorași principii, o echipă de cercetători ruși conduși de Polina Kapitanova de la Universitatea Națională de Cercetare a Tehnologiei Informației, Mecanică și Optică din Sankt Petersburg și Elizaveta Nenasheva de la Institutul de Cercetare Girikond au creat un sistem îmbunătățit de transmitere a energiei fără fir bazat pe o comunicare rezonantă. Eficacitatea acestei metode, conform simulărilor numerice, este de 80 la sută la o distanță de 20 de centimetri și scade ușor odată cu creșterea distanței.
Să explicăm principiul general de funcționare al unui astfel de sistem. Prima bobină de cupru transferă energia celei de-a doua bobine, care operează cu ea la aceeași frecvență rezonantă, la fel cum un cântăreț de operă poate transmite suficientă energie cu vocea sa pentru a sparge un pahar (frecvența rezonantă a vocii coincide cu frecvența care distruge vasul).
De obicei, câmpurile magnetice sunt folosite pentru a transfera energie, deoarece interacționează slab cu majoritatea obiectelor din jur, inclusiv cu corpul uman.
Cercetătorii ruși au modificat ușor sistemul dezvoltat inițial. Deci, în loc de bobine magnetice obișnuite, rezonanții dielectrici speciali sunt folosiți sub formă de sfere ceramice cu o constantă dielectrică ridicată. Astfel de sfere ceramice pot reduce pierderile de energie de transmisie și astfel pot crește eficiența.
Video promotional:
În plus, materialul din care sunt fabricate sferele are un indice de refracție ridicat, ceea ce înseamnă că undele electromagnetice din sfere sunt încetinite mult. Această caracteristică ajută la îmbunătățirea rezonanței magnetice și, ca urmare, la creșterea în continuare a eficienței transferului de energie.
O altă inovație pentru reducerea pierderilor și creșterea eficienței: trecerea la o frecvență rezonantă de ordine mai mare. „Vă sugerăm să folosiți metoda quadrupolului magnetic, mai degrabă decât metoda dipolului magnetic”, a spus Kapitonova într-un interviu pentru phys.org. Acestea diferă prin forma și rezistența câmpului magnetic generat.
Se observă că, în acest caz, emițătorul și receptorul nu trebuie să fie aliniați unul cu celălalt pentru un transfer mai bun de energie.
Adăugăm că alte obiecte care se vor afla în „camera de reîncărcare” au frecvențe rezonante complet diferite, datorită cărora nu vor putea primi energia transmisă. În consecință, o astfel de încărcare universală va fi în siguranță pentru obiectele din jur.
În viitor, pentru utilizare practică, oamenii de știință ruși intenționează să reducă dimensiunea rezonatorilor. „În prezent, lucrăm la crearea și studiul experimental al unui eșantion al următoarei versiuni a sistemului WPT. Am dezvoltat noi rezonatoare ceramice cu o constantă dielectrică mai mare. Credem că acest prototip va fi foarte aproape de utilizarea practică”, adaugă Kapitonova.
Un articol din revista științifică Applied Physics Letters spune despre cercetare în detaliu.
Rețineți că oamenii de știință au încercat mult timp să îmbunătățească procesul de încărcare a unui telefon mobil, fără de care nicio persoană modernă nu o poate face. Astfel, dezvoltatorii chinezi au creat un dispozitiv care încarcă un smartphone cu lumină.
