La teoría de Tesla ¿Quién ganará la carrera por el poder inalámbrico?

Cuando piensas en la energía inalámbrica, las imágenes de relámpagos compiten con una bobina Tesla 10 de los mejores videos musicales de Tesla Coils en YouTube 10 de los mejores videos musicales de Tesla Coils en YouTube Nikola Tesla es, con razón, considerada como una de las mejores mentes científicas de todos hora. Su trabajo pionero como ingeniero, especialmente en el campo de la electricidad y el electromagnetismo, significa que su nombre es sinónimo de ... Leer más a otra persona probablemente venga a la mente, o tal vez imágenes del momento en que el monstruo de Frankenstein cobró vida.

Si bien la idea parece ridícula y casi imposible, es posible que se sorprenda al saber que la energía inalámbrica se está convirtiendo rápidamente en una realidad..

Hay una serie de teorías y propuestas presentadas para lograr la proeza futurista de transferir electricidad a través del aire a los dispositivos de su hogar, que veremos en este artículo, pero primero, es importante comprender tanto el potencial como las limitaciones. de la ciencia 10 Canales de YouTube de la ciencia No te puedes perder 10 Ciencia de los canales de YouTube No te puedes perder La palabra ciencia significa esencialmente conocimiento, y es esta búsqueda de aprendizaje y comprensión lo que ha llevado a la humanidad a la cima de su poder. La Web ofrece una amplia oportunidad para dispersar ese conocimiento a ... Lea más detrás de estos intentos.

¿Qué es el poder inalámbrico??

Cuando la mayoría de la gente piensa en la electricidad, piensa en el enchufe tradicional de uno o dos cables que tiene un terminal positivo, un terminal negativo y, a veces, un cable de tierra. Los terminales positivo y negativo forman lo que es esencialmente un circuito eléctrico, como se muestra en el diagrama a continuación..

Este es el ejemplo más simple de un circuito eléctrico. Bueno, en realidad eliminar el interruptor sería más simple, pero entiendes el punto.

La batería “+” y “-” Los terminales son los cables rojo y negro en su enchufe de alimentación, ya sea que esté enchufando una lámpara, una computadora o cualquier otra cosa..

En su nivel fundamental, la electricidad puede describirse como el flujo de un “corriente” De terminales positivos a negativos. Voy a evitar una discusión teórica del movimiento de las partículas cargadas reales. Simplemente entienda que para alimentar un dispositivo eléctrico, se necesita una diferencia de voltaje entre esos dos terminales..

Entonces, ¿cómo es posible activar un sistema que obviamente depende de un conductor como un cable eléctrico para el flujo de carga? Que se supone que debes hacer, disparar ¿La carga de la punta de un cable a otro? Bueno ... .sorta.

Déjame presentarte, el transformador.

Este es en realidad un concepto que ha existido desde la época de Tesla. Toma un cable que transporta el voltaje de la fuente (por ejemplo, enchufado a una toma de corriente de 60 Hz CA) y lo enrolla en muchos circuitos. Oh, diablos, usa un pedazo de hierro para que sea más fácil envolver los bucles.

Luego, enrolle un segundo cable a una corta distancia de la primera bobina. Inducirás corriente en la segunda bobina, igual que la magia..

Está bien, no es magia, pero bastante cerca. Básicamente, cada cable que tiene voltaje alterno induce un campo electromagnético a su alrededor, llamado flujo. Cuando enrollas el cable, amplificas ese campo. Deslice material magnético como el hierro en esa bobina, y mejorará su capacidad de transferir la energía a esa segunda bobina. Pero, aquí está el truco, lo mismo puede pasar por el aire..

Nunca use un horno de inducción?

Si tiene la oportunidad de ver uno, gírelo al máximo y coloque su mano sobre el quemador. No, en serio - tócalo todo lo que quieras. No te quemarás. Estos alambres enrollados están diseñados para inducir corrientes de Foucault en los utensilios de cocina de hierro fundido colocados en la estufa. Esto a su vez calienta la olla, que calienta la comida..

Esta transmisión de energía eléctrica a través del aire es la forma en que funcionan los generadores, los motores e incluso el cargador de su cepillo de dientes eléctrico. En estos casos, en lugar de un núcleo de hierro, es una “núcleo de aire”. Es el flujo que transfiere la energía eléctrica..

Avances en el poder inalámbrico

Entonces, ¿por qué los científicos no han sido capaces de transferir energía de forma inalámbrica mediante inducción antes? Bueno, para entender esto, realmente necesitas ir con la gente que lo comenzó todo, o al menos, recogió la antorcha de Nikola Tesla..

En un artículo publicado en 2006 en Annals of Physics, los investigadores del MIT describieron cómo pretendían probar que estos campos podrían usarse para transmitir energía de forma inalámbrica..

Investigamos si, y en qué medida, el fenómeno físico de los estados electromagnéticos resonantes de larga vida útil con patrones de campo localizados lentamente evanescentes se puede usar para transferir energía de manera eficiente en distancias no despreciables, incluso en presencia de objetos ambientales extraños..

En términos sencillos, los investigadores estaban diciendo que creían que al usar la configuración correcta, estos campos de inducción podrían usarse para transferir energía a una distancia, incluso con objetos en el camino..

Y adivinen qué, para 2007, lo demostraron y publicaron sus resultados en un artículo experimental publicado en la revista Science..

Usando bobinas auto-resonantes en un régimen fuertemente acoplado, experimentamos experimentalmente una transferencia eficiente de energía no radiativa en distancias de hasta 8 veces el radio de las bobinas. Pudimos transferir 60 vatios con aproximadamente 40% de eficiencia en distancias de más de 2 metros.

Este fue un logro increíble. Para aquellos de ustedes que aún no están bien sintonizados con el sistema métrico, 2 metros es un poco más de seis pies y medio. Básicamente, podrían transferir la energía de una bobina a la otra, la distancia de una persona muy alta.

¿Cuál fue su secreto? Era lo que llamaban “bobinas resonantes”. Ajustaron las bobinas: el número, el radio y otros factores para lograr una especie de “resonancia” entre las dos bobinas.

Es esencial que las bobinas estén en resonancia para que la transferencia de potencia sea práctica (6). Experimentalmente, descubrimos que la potencia transmitida a la carga disminuye bruscamente a medida que una de las bobinas se desafina de la resonancia..

Independientemente, este logro provocó el rápido desarrollo de las aplicaciones inalámbricas de energía. La carrera estaba en.

La carrera para aprovechar el poder

Carrera que hicieron.

Una de las primeras startups que se lanzó a esta tecnología con fines comerciales fue WiTricity. Ya en 2009, el CEO Eric Giler presentó una demostración de la tecnología de energía inalámbrica en TEDGlobal 2009.

Él no era el único. Muchas empresas se lanzaron de inmediato a esta tecnología para aplicaciones prácticas y fáciles en distancias cortas. La carga inalámbrica de dispositivos portátiles fue una obvia primera opción, y en 2009 los primeros dispositivos de carga inductivos ¿El Duracell myGrid se carga realmente tan bien como un cable de alimentación? ¿El Duracell myGrid se carga realmente tan bien como un cable de alimentación? Los cables de alimentación son un concepto cada vez más anticuado en el mundo inalámbrico de hoy, pero hasta ahora siguen siendo una necesidad. Nadie quiere verse obligado a atar sus aparatos electrónicos al nido de cables de una rata ... Leer más golpear el mercado.

Ahora puede colocar sus dispositivos móviles en estas almohadillas, y se cargarán. Ya no es necesario buscar el enchufe de su teléfono.

Si piensa que fue un invento genial, entonces considere cuán lejos ha llegado la industria desde los días del descubrimiento de MIT. En 2011, una empresa llamada Evatran creó una “Energía sin enchufe” Sistema para automóviles eléctricos que utilizan la tecnología de inducción para cargar vehículos eléctricos sin cables..

La carga inductiva no es el futuro de los coches eléctricos, ya está aquí.

El futuro de la energía inalámbrica

Ahora que sabe dónde está la industria con el poder inalámbrico, echemos un vistazo a dónde va.

A principios de 2014, los investigadores del Instituto Superior de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) anunciaron que habían desarrollado una “Sistema resonante de bobina dipolo” donde pudieron establecer una “Rango extendido de transferencia de potencia inductiva, hasta 5 metros entre las bobinas del transmisor y el receptor.”

También pudieron reducir el tamaño de la bobina de lo que había utilizado el equipo del MIT, haciendo que todo fuera más práctico (aunque aún costoso) para fines comerciales..

Chun T. Rim, el jefe del proyecto de investigación, le dijo a Science Daily que imaginó que tal sistema se usaría para proporcionar “puntos calientes de energía inalámbrica” al igual que la gente usa puntos de acceso a Internet.

Al igual que vemos zonas de Wi-Fi en todas partes hoy, eventualmente tendremos muchas zonas de Wi-Power en lugares como restaurantes y calles que proporcionan energía eléctrica de forma inalámbrica a dispositivos electrónicos..

Cinco metros es casi dieciséis pies y medio. Ahora estás hablando de la longitud de una habitación típica en una casa.

A lo largo de este año, una compañía llamada Ossia ha estado haciendo las rondas con su concepto llamado Cota, una tecnología que la compañía promete permitirá la carga inalámbrica. ¿Qué es la carga inalámbrica y cómo funciona exactamente? [MakeUseOf Explica] ¿Qué es la carga inalámbrica y cómo funciona exactamente? [MakeUseOf explica] Vivimos en un mundo inalámbrico. Excepto que no lo hacemos. Claro, podemos enviar grandes cantidades de información a través de las ondas de aire, pero los dispositivos capaces de enviarlo y recibirlo están atados a cables de alimentación ... Lea más sobre dispositivos a una distancia de hasta 30 pies de la estación base.

Pero, por supuesto, los fanáticos de Apple no tienen miedo, su compañía también está en la vanguardia de este juego..

En agosto, Apple recibió dos patentes relacionadas con su aplicación planificada de carga de energía inalámbrica por inducción resonante.

Una patente describe cómo los usuarios podrán enchufar una fuente de alimentación, como una mochila o un dispositivo dentro de un sistema informático más nuevo, y luego esa fuente de alimentación cargará de forma inalámbrica a todos “apropiadamente sintonizado” dispositivos cercanos.

La patente dice:

... el dispositivo periférico debidamente sintonizado se puede considerar como parte de un circuito de resonancia que puede incluir la fuente de alimentación NFMR y cualquier otro dispositivo periférico así sintonizado.

La patente revela que toda la industria de la electrónica está compitiendo para capitalizar una tecnología que podría transformar completamente la apariencia de un hogar moderno..

Primero vendrán los dispositivos más pequeños que son más fáciles de cargar, con menores demandas de energía. Sin embargo, si los demás jugadores de la industria de la energía de inducción tienen algo que decir al respecto, todos los dispositivos domésticos, desde su microondas a su televisor de pantalla grande, se encenderán sin ningún tipo de cables de alimentación..

Un día, la gente puede mirar los enchufes de una casa de la misma manera que los niños de hoy miran esos viejos y tontos enchufes de red. Listo o no, la energía inalámbrica es el futuro, y apuesto a que Nikola Tesla se está riendo en su tumba.

¿Cómo te sientes acerca de la energía inalámbrica?? ¿Adoptarás la tecnología o tienes alguna inquietud? Comparte tus pensamientos en la sección de comentarios a continuación!

Créditos de las imágenes: Plasma Vía Shutterstock, Designua / Shutterstock, photoiconix / ShutterstockMIT / Resonant Coils, Apple Patent / USPO.gov, Evikka / Shutterstock