电磁能量无线传输.docVIP

1能量无线传输 　　能量无线传输是利用一种特殊设备将电源的电能转变为可无线传播的能量，在接受端又将次此能量转变回电能，从而到达对用电器的无线供电。 　　现在已经问世的无线供电技术，根据其电能传输原理，大致上可以分为三类： 　　第一类是非接触式充电技术所采用的电磁感应原理，这种非接触式充电技术在许多便携式终端里应用日益广泛。这种类型中，将两个线圈放置于邻近位置上，当电流在一个线圈中流动时，所产生的磁通量成为媒介，导致另一个线圈中也产生电动势。通过电磁感应来进行无线供电是非常成熟的技术，但会受到很多限制。最主要的问题是，低频磁场会随着距离的增加而快速衰减。如果要增加供电距离，只能加大磁场的强度。然而，磁场强度太大一方面会增加电能的消耗，另一方面可能会导致附近使用磁信号来记录信息的设备失效。我们都不想自己的硬盘里面的数据被强磁场一笔勾销吧。所以这种方式往往会应用在一些防水要求比较高的小家电上，例如某些电动牙刷和电动刮胡刀等。人们也在尝试用电磁感应为手机这样的小型设备充电。从2005年开始，市场上就已经有了一些无线充电器，但使用起来并不能算是很方便，充其量也只是减少了我们把手机插上变压器的麻烦而已。有了室内距离的无线供电设备，谁还需要这种东西呢？ 公共交通卡、一些学校的饭卡，还有二代身份证，这些也都需要电。在这些卡证中都有一块小小芯片，里面最少存储着一个唯一的编号。这一小块芯片就像是我们的一条内存或者一块硬盘，没有电的时候，它和一粒沙子没什么区别。即使储存了很多信息，也没有办法传递出来。 这种卡证的供电原理与变压器的原理类似。读卡机周围会形成一个快速变化的磁场，芯片进入这个磁场时，周围的线圈内就会产生感应电压，激活芯片，并且把自己的编号通过线圈发射出去被读卡机接收。读卡机会根据编号的不同而做出不同的反应，例如告诉你现在饭卡账户里还剩多少钱。　　第二类是最接近实际应用的一种技术，它直接应用了电磁波能量可以通过天线发送和接收的原理。这和100年前的收音机原理基本相同：直接在整流电路中将电波的交流波形变换成直流后加以利用，但不使用放大电路等。同以前相比，这种技术的效率得到提高，并正在推动厂商将其投入实际应用。 　　第三类是利用电磁场的谐振方法。谐振技术在电子领域应用广泛，但是，在供电技术中应用的不是电磁波或者电流，而只是利用电场或者磁场。2006 年11月，美国麻省理工学院(MIT)物理系助理教授Marin Soljacic的研究小组全球首次宣布了将电场或者磁场应用于供电技术的可能性。无线能量传输技术是指通过非接触的方式传输能量的一种技术，现有的无线能量传输技术主要有：?辐射技术：通过某种独特的接收器接收空气中尚未散失的辐射能量，并将其转换成电能，储存给附近的电池中；?磁场共振技术：当两个物体在同一频率实现共振时，将实现能量的无线传输；?电感耦合技术：通过相对很直接的接触来进行能量传输，尤如把机器放在一个垫子上就能进行充电；?从环境中“收获”能源：将自然界出现的热能、光能和振动能转换成所需的能量。上述技术目前还只能在很短的距离实现微小能量的传输。今后，科技工作者如能研发出大功率、远距离的无线能量传输装置，将有可能引起能源领域一场变革。无线电力：共振原理抓住电磁波其实，科学家早在19世纪就发现了电磁转换现象，从理论上说，电力可转化为通过无形的介质传播的电磁波，实现电力的无线输送。但是电磁波向四面八方辐射，能量大量散失，因此“无线输电”的研究始终进展不大。 “无线电力”技术的突破之处在于，找到了“抓住”电磁波的方法，即利用物理学的“共振”原理——两个振动频率相同的物体能高效传输能量。研究小组把共振运用到电磁波的传递上。他们利用铜制线圈作为电磁共振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场扩散到接受方，电力就实现了无线传导。电磁谐振原理 什么是共振呢？以我们比较熟悉的秋千为例。当小孩坐在秋千上，身体晃动的频率与秋千的频率一致时，会产生共振，然后小孩就能持续地提供给秋千能量。再如，声音共振。如果一个房间里面有100个同样的酒瓶，每个酒瓶中倒入不同量的酒，那么所有酒瓶的共振频率是不同的。但是如果有个歌剧演员在房间里大声唱一个音符的话，与该音符频率相同的那个酒瓶有可能接受并积累能量，甚至会爆炸，而其他酒瓶则不受影响。与上述的共振类似，当物体间以相同频率共振时，就有可能有效实现无线能量传输。研究小组把共振运用到电磁波的传递上。他们利用铜制线圈作为电磁谐振器，一团线圈附在传送电力方，另一团在接受电力方。当传送方送出某特定频率的电磁波后，经过电磁场辐射到接受方，电力就实现了无线传输。 对于今后无线电力传输的应用，电磁谐振具有无可比拟的优势。因为，日常生活中应用的很多物体，与电磁场的反应很微弱。正如麻省理工