Scienziati russi hanno sviluppato un sistema di trasmissione di potenza wireless altamente efficiente. Può essere utilizzato per creare stanze in cui telefoni cellulari e tablet verranno caricati automaticamente "dal cielo".
All'inizio del 20 ° secolo, Nikola Tesla ha testato per la prima volta le possibilità di trasmissione wireless dell'elettricità, ma fino a poco tempo la tecnologia non è stata praticamente utilizzata o migliorata.
Nel 2007, un team di scienziati del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha testato nuovamente la tecnologia WPT: hanno acceso una lampadina da 60 watt da una distanza di due metri. L'efficienza di trasmissione della potenza era del 45 percento.
Successivamente, la tecnica è stata più volte tentata di ripensare e migliorare, in particolare, per aumentare l'efficienza della fornitura di energia "attraverso l'aria".
Sulla base degli stessi principi, un team di ricercatori russi guidati da Polina Kapitanova dell'Università nazionale di ricerca di tecnologie dell'informazione, meccanica e ottica di San Pietroburgo e Elizaveta Nenasheva del Girikond Research Institute hanno creato un sistema di trasmissione di potenza wireless migliorato basato sulla comunicazione risonante. L'efficacia di questo metodo, secondo le simulazioni numeriche, è dell'80% a una distanza di 20 centimetri e diminuisce leggermente con l'aumentare della distanza.
Cerchiamo di spiegare il principio generale di funzionamento di un tale sistema. La prima bobina di rame trasferisce energia alla seconda bobina, che opera con essa alla stessa frequenza di risonanza, proprio come un cantante lirico può trasmettere abbastanza energia con la sua voce da rompere un bicchiere (la frequenza di risonanza della voce coincide con la frequenza che distrugge il vaso).
Di solito, i campi magnetici vengono utilizzati per trasferire energia, poiché interagiscono debolmente con la maggior parte degli oggetti circostanti, incluso il corpo umano.
I ricercatori russi hanno leggermente modificato il sistema originariamente sviluppato. Quindi, al posto delle normali bobine magnetiche, vengono utilizzati speciali risonatori dielettrici sotto forma di sfere ceramiche con un'elevata costante dielettrica. Tali sfere ceramiche possono ridurre le perdite di energia di trasmissione e quindi aumentare l'efficienza.
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Inoltre, il materiale di cui sono fatte le sfere ha un indice di rifrazione elevato, il che significa che le onde elettromagnetiche nelle sfere sono notevolmente rallentate. Questa caratteristica aiuta a migliorare la risonanza magnetica e, di conseguenza, ad aumentare ulteriormente l'efficienza del trasferimento di energia.
Un'altra innovazione per ridurre le perdite e aumentare l'efficienza: il passaggio a una frequenza di risonanza di ordine superiore. "Suggeriamo di utilizzare il metodo del quadrupolo magnetico piuttosto che il metodo del dipolo magnetico", ha detto Kapitonova in un'intervista con phys.org. Differiscono nella forma e nella forza del campo magnetico generato.
Si noti che in questo caso il trasmettitore e il ricevitore non devono essere allineati con precisione l'uno con l'altro per un migliore trasferimento di energia.
Aggiungiamo che altri oggetti che si troveranno nella "sala di ricarica" hanno frequenze di risonanza completamente diverse, per cui non potranno ricevere l'energia trasmessa. Di conseguenza, una tale carica universale sarà sicura per gli oggetti circostanti.
In futuro, per uso pratico, gli scienziati russi prevedono di ridurre le dimensioni dei risonatori. “Attualmente stiamo lavorando alla creazione e allo studio sperimentale di un campione della prossima versione del sistema WPT. Abbiamo sviluppato nuovi risonatori ceramici con una costante dielettrica più elevata. Crediamo che questo prototipo sarà molto vicino all'uso pratico , aggiunge Kapitonova.
Un articolo sulla rivista scientifica Applied Physics Letters racconta la ricerca in dettaglio.
Si noti che gli scienziati hanno cercato a lungo di migliorare il processo di ricarica di un telefono cellulare, senza il quale nessuna persona moderna può farlo. Quindi, gli sviluppatori cinesi hanno creato un dispositivo che carica uno smartphone con la luce.
