无限远距离无线精确传输能量装置.docVIP

无限远距离无线精确传输能量装置 ????????????????????? ??? ???? 第八项 ：无限远距离无线精确传输能量装置 ??? 自然界的雷击现象、闪电现象、电光火球现象，都是远距离无线精确传输能量的自然现象。到二十二世纪，无限远距离无线精确传输能量装置将被人类能工巧匠制造出来，那时，全世界的任何指定地点都可以获得能量供给，孤岛、沙漠中的基地、月球上的太空基地……任何地点，都可以通过无线输电方式获得电力供给，不但节约了电线、电缆，而且大大降低了线路电损。 ??? 本杰明·富兰克林（Benjamin Franklin）(1706.1.17—1790.4.17)是18世纪美国的实业家、科学家、社会活动家、思想家、文学家和外交家。他是美国历史上第一位享有国际声誉的科学家和发明家。为了对电进行探索曾经作过著名的“风筝实验”，在电学上成就显著，为了深入探讨电运动的规律，创造的许多专用名词如正电、负电、导电体、电池、充电、放电等成为世界通用的词汇。他借用了数学上正负的概念，第一个科学地用正电,负电概念表示电荷性质。并提出了电荷不能创生、也不能消灭的思想，后人在此基础上发现了电荷守恒定律。他最先提出了避雷针的设想，由此而制造的避雷针，避免了雷击灾难，破除了迷信。富兰克林注意观察自然现象，研究科学问题．他从实践出发，从事科学实验和观察，在电学上解答了“电为何物”的问题，将不同状态下的电称为“正电”和“负电”，提出了电学中的“一流论”，在大气电学方面揭示了雷电现象的本质，被誉为“第二个普罗米修斯”。这些电学上划时代的研究成果使他成为蜚声世界的第一流的科学家．他在光学、热学、声学、数学、海洋学、植物学等方面也有研究，并有新式火炉、避雷针、电轮、三轮钟、双焦距眼镜、自动烤肉机、玻璃乐器、高架取书器、新式路灯等一系列发明创造．因而，他以仅读过两年小学的学历，被美国的哈佛大学、耶鲁大学，英国的牛津大学、爱丁堡大学、圣安德鲁大学等六七所大学授予硕士学位或博士学位。 ??? 1752年7月的一天，阴云密布，电闪雷鸣，一场暴风雨就要来临了。富兰克林和他的儿子威廉一道，带着上面装有一个金属杆的风筝来到一个空旷地带。富兰克林高举起风筝，他的儿子则拉着风筝线飞跑。由于风大，风筝很快就被放上高空。刹那，雷电交加，大雨倾盆。富兰克林和他的儿子一道拉着风筝线，父子俩焦急的期待着，此时，刚好一道闪电从风筝上掠过，富兰克林用手靠近风筝上的铁丝，立即掠过一种恐怖的麻木感。他抑制不住内心的激动，大声呼喊：“威廉，我被电击了！”随后，他又将风筝线上的电引入莱顿瓶中。回到家里以后，富兰克林用雷电进行了各种电学实验，证明了天上的雷电与人工摩擦产生的电具有完全相同的性质。1753年，俄国著名电学家利赫曼为了验证富兰克林的实验，不幸被雷电击死，这是做电实验的第一个牺牲者。 ??? 迈克尔·法拉第在1831年发现了电磁感应理论，这促成了最早的近距离无线供电技术投入实际应用。1885年根据这种原理制作的变压器至今仍在使用，随便拆开一个家用变压器，就可以看到变压器里会有两组导线缠在一个铁芯框架上，但它们彼此并没有直接相连，完全依靠空气中的电磁感应传输能量。 ??? 电磁感应桌面。虽然电磁感应无线供电技术已经被应用得非常广泛，但是仍旧有一些演进和发展。最典型的就是微软亚洲研究院最近几年仍在研发的无线供电桌面。这个桌面基于电磁感应原理，供电桌面由很多小线圈组成，构成了一个供电线圈矩阵，其中每个线圈都有独立的开关控制是否导通。供电桌面只对负载设备下面的一小块区域的线圈供电，对其他没有负载的区域将不会发射电能。当桌面上没有负载设备时，整个供电线圈矩阵的每个线圈都是被关闭的。这样不仅增加了系统的效率，而且降低了电磁辐射。 ??? 为了应对无线供电的电磁辐射，供电桌面线圈矩阵的下面和设备模块接收线圈的上面及四周均包裹着磁性材料和金属材料，并在内部形成了封闭式的闭合磁路，极大地降低了泄漏出来的电磁辐射，并提高了系统效率。检测负载设备位置时用的RFID是在超近距离下工作，采用了较微弱的信号。目前，无线供电桌面原型板长度和宽度均是30cm，系统整体效率约为50%～60%，而整体效率仍在努力提高中。 ??? 电磁感应方式的无线充电存在一个致命的缺陷，就是距离太短。随着距离的增加，充电过程中的电能损耗将变得非常大。其实除了电磁感应外，还有其他无线的能量载体可以供我们使用，最典型的就是电磁波。电磁波，俗称无线电波，它是人们非常熟悉的一个东西。正是由于它被发现，才奠定了广播、电视和现代通信技术的基础。电磁波不仅能传输信号，它也能传输电能，特别是微波的能量传输能力最强。微波是指那些频率在300MHz到300KMHz之间的电磁波，它的波长在1m到1mm之间。因为电磁波的频率越高，能量就越集中，方向性也越强。