Russiske forskere har udviklet et meget effektivt trådløst krafttransmissionssystem. Det kan bruges til at skabe rum, hvor mobiltelefoner og tablets bliver opladet automatisk "fra luften."
I begyndelsen af det 20. århundrede testede Nikola Tesla først mulighederne for trådløs transmission af elektricitet, men indtil for nylig blev teknologien praktisk talt ikke brugt eller forbedret.
I 2007 testede et team af forskere ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) WPT-teknologi igen: De tændte for en 60-watts lyspære i en afstand af to meter. Effektoverføringseffektiviteten var 45 procent.
Senere blev teknikken gentagne gange forsøgt at genoverveje og forbedre, især for at øge effektiviteten af energilevering "gennem luften".
Baseret på de samme principper har et team af russiske forskere ledet af Polina Kapitanova fra St. Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics og Elizaveta Nenasheva fra Girikond Research Institute skabt et forbedret trådløst kraftoverføringssystem baseret på resonant kommunikation. Effektiviteten af denne metode er ifølge numeriske simuleringer 80 procent i en afstand af 20 centimeter og falder lidt med stigende afstand.
Lad os forklare det generelle driftsprincip for et sådant system. Den første kobberspole overfører energi til den anden spole, der arbejder med den med den samme resonansfrekvens, ligesom en operasanger kan overføre nok energi med sin stemme til at bryde et glas (stemmens resonansfrekvens falder sammen med den frekvens, der ødelægger fartøjet).
Normalt bruges magnetfelter til at overføre energi, da de svagt interagerer med de fleste omgivende genstande, inklusive den menneskelige krop.
Russiske forskere har lidt ændret det oprindeligt udviklede system. Så i stedet for almindelige magnetiske spoler bruges specielle dielektriske resonatorer i form af keramiske kugler med en høj dielektrisk konstant. Sådanne keramiske kugler kan reducere transmissionsenergitab og dermed øge effektiviteten.
Salgsfremmende video:
Derudover har materialet, hvorfra kuglerne er fremstillet, et højt brydningsindeks, hvilket betyder, at elektromagnetiske bølger i kuglerne er kraftigt nedsat. Denne funktion hjælper med at forbedre magnetisk resonans og som et resultat yderligere øge effektiviteten af energioverførsel.
En anden innovation til at reducere tab og øge effektiviteten: overgangen til en resonansfrekvens med højere orden.”Vi foreslår at bruge den magnetiske quadrupol-metode snarere end den magnetiske dipol-metode,” sagde Kapitonova i et interview med phys.org. De adskiller sig i form og styrke på det genererede magnetfelt.
Det bemærkes, at senderen og modtageren i dette tilfælde ikke behøver at være nøjagtigt justeret med hinanden for bedre energioverførsel.
Vi tilføjer, at andre objekter, der vil være i "genopladningsrummet", har helt forskellige resonansfrekvenser, hvorfor de ikke vil være i stand til at modtage den transmitterede energi. Følgelig vil en sådan universalopladning være sikker for de omgivende genstande.
I fremtiden, til praktisk brug, planlægger russiske forskere at reducere resonatorernes størrelse.”Vi arbejder i øjeblikket på oprettelse og eksperimentel undersøgelse af en prøve af den næste version af WPT-systemet. Vi har udviklet nye keramiske resonatorer med en højere dielektrisk konstant. Vi tror, at denne prototype vil være meget tæt på praktisk brug,”tilføjer Kapitonova.
En artikel i det videnskabelige tidsskrift Applied Physics Letters fortæller detaljeret om forskningen.
Bemærk, at forskere længe har forsøgt at forbedre processen med at oplade en mobiltelefon, uden hvilken ingen moderne mennesker kan gøre det. Så kinesiske udviklere har oprettet en enhed, der oplader en smartphone med lys.