Магнитное поле относительно безопасно, а применение суперлинз на базе метаматериалов окажет помощь быстро расширить дальность беспроводной энергопередачи от энергосетей к планшетам и смартфонам, уверены учёные.

Смотрите кроме этого: Energous предлагает новую разработку беспроводной зарядки с радиусом действия до пяти метров

Юная компания Energous родом из Калифорнии предлагает новый способ беспроводной энергопередачи на громадные расстояния, что может воплотить грезы довольно действенной и эргономичной подзарядки мобильных устройств по воздуху в действительность.Созданный экспертами Energous прототип совокупности может осуществлять направленную передачу 10 Вт энергии (более чем достаточно для подзарядки смартфона), на расстояние 4,7 м и, что не менее важно, отслеживать перемещающееся устройство-приемник.

Несколько американских учёных во главе с Ярославом Уржумовым вместе с Американским исследовательским университетом «Тойота» показала довольно практичную энергопередачу на расстоянии при помощи низкочастотных магнитных полей.

Известным опытам Теслы уже больше века, но до сих пор приличный КПД так получалось взять лишь в тех случаях, в то время, когда расстояние передачи была сравнимой с размерами приёмника и передатчика. В итоге рекорды сводились к передаче электричества в батареи электромобилей — да и то при условии, что энергия «преодолевала расстояние», не превышающее 15 см между днищем и асфальтом авто.

(A) Комплект резонаторов двойной периодичности генерирует магнитные отклики по направлениям X и Y. (B) Неспециализированный вид трёхслойной суперлинзы. (C) Маленькая нерезонирующая катушка, использованная в опыте. (Тут и ниже иллюстрации Yaroslav Urzhumov et al.)

«Мы в первый раз продемонстрировали, что эффективность магнитоиндуктивной беспроводной энергопередачи возможно увеличена для расстояний, каковые намного больше передатчика и размера приёмника, — говорит Ярослав Уржумов, трудящийся в Университете Дьюка (США). — Это принципиально важно, потому, что, дабы стать частью повседневной жизни, аналогичной технологии нужно вписаться в габариты сегодняшней карманной мобильной электроники».

Дабы добиться этого, несколько г-на Уржумова создала квадратную суперлинзу, находящуюся между двумя катушками, разнесёнными на некое расстояние. Сами суперлинзы смотрелись как пара дюжин огромных кубиков Рубика, соединённых совместно. И внешние, и внутренние стены безлюдных блоков были покрыты спиралевидными бронзовыми проводками, напоминая микросхему.

Геометрия катушек и их повторяющаяся форма придавали им свойства метаматериала, что взаимодействует с магнитными полями так, что поля передают энергию в узком конусе, где их интенсивность велика.

С одной стороны суперзлинз исследователи поместили маленькую бронзовую катушку, по которой разрешили войти переменный ток, создавший магнитное поле. Как и надеется, интенсивность поля падала с квадратом расстояния, что делало его не через чур хорошим средством энергопередачи. «В случае если ваш электромагнит имеет в диаметре 2,54 см, вы практически ничего не сможете передать с его помощью уже на 7,62 см, — подмечает Ярослав. — Вы получите всего приблизительно 0,1% энергии, которая была дешева на первой катушке». Но в то время, когда между катушкой и ней-приёмником были помещены суперлинзы, магнитное поле смогло предать достаточное количество энергии на расстояние приблизительно в 30 см — другими словами в дюжину раз бoльшее, чем размер передатчика.

Господин Уржумов раздельно подчёркивает: беспроводная энергопередача посредством метаматериалов уже проводилась в лабораториях Mitsubishi Electric, но только на расстояние, приблизительно равную размерам передатчика, что очень сильно усложняет применение на практике таковой схемы в реальности.

Согласно точки зрения исследователя, беспроводная энергопередача посредством магнитного поля выгодно отличается от стандартной — посредством электрических полей, что достигается за счёт потенциальной эффективности и большей безопасности. Большая часть материалов не слишком-то поглощают магнитные поля, а также достаточно сильные поля (до 3 Тл) в полной мере надёжны и, более того, утверждены для применения в той же томографии.

(A) Схема метаматериала. (B) Любой резонатор имеет 17 витков на каждой стороне 10-миллиметровой подложки. Ширина железных полос — 200 мкм, зазоры между соседними ячейками — 1 000 мкм. (C), (D) Конечный продукт складывается из трёх взаимно ортогональных резонаторов.

Собственной ближайшей целью исследователи вычисляют создание миниатюрных совокупностей беспроводной подзарядки мобильной электроники, в которых утраты при передаче энергии не так ответственны, как миниатюрность приёмо-передающего блока. Для этого будут созданы суперлинзы с изменяемыми параметрами, талантливые фокусировать подпитывающие магнитные поля на изменяемой точке в пространстве: это принципиально важно, в случае если пользователь, смартфон которого нужно зарядить, ходит по помещению, иногда меняя расположение.

«Предшествующие коммерческие продукты, такие как PowerMat, не стали решением проблемы как раз вследствие того что привязывали невидимыми узами пользователя к определённой точке, где беспроводная передача трудилась. Мы же желаем избавиться не только от проводов, но и от этих невидимых уз».

Отчёт об изучении размещён в издании Scientific Reports (дешёв полный текст).

Подготовлено по данным Университета Дьюка.

Создатель: Александр Березин

Случайная статья:

• Почему космические аппараты передают только фотографии?
• Asus padfone mini 4.3 и padfone e представлены в россии

Почему беспроводные зарядки…крайне спорная вещь.

Похожие статьи:

• Разрабатывается новый метод изготовления стеклопластиковых изделий

  Германские учёные трудятся над совершенствованием процесса изготовления изделий из стеклопластика при помощи ленточной намотки. Их цель — снижение…

• Предложен принципиально новый метод использования солнечной энергии

  В большинстве случаев, дабы скоро испарить воду, её необходимо нагреть. А вот американские исследователи добились бурного, как при кипении, испарения под…

• Исследователи создали систему беспроводной зарядки с дальностью передачи энергии до 5 м

  Инженерам Корейского университета перспективных научных технологий и исследований (KAIST) удалось создать индуктивную совокупность беспроводной зарядки,…