无线充电技术受到关注,电线或将淘汰?

胡薇 发表于 2018-10-10 16:48:21 收藏 已收藏
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无线充电技术受到关注,电线或将淘汰?

胡薇 发表于 2018-10-10 16:48:21

这年头,没有手机真得不行。连接所有亲朋好友同事上司的微信在里面,全部身家都压在了支付宝里面,打发挤地铁和餐馆排队的无聊时间还要靠手机里面的剧和综艺节目……

但现在手机坑爹的续航问题,唉,那些由于手机没电引发的惨案不说也罢……

出门必须自己带着充电线和充电宝(其实并不像宣传的那样,共享充电宝的市场渗透率还是不理想),尽管这样勉强解决了充电的问题,但线缆和沉重的充电宝带来的麻烦事同样让人头疼。

有没有觉得恼人的充电线甚至会妨碍你在《王者荣耀》里大杀特杀?

现在各大手机厂商宣传自家产品时的噱头,已经开始不约而同地转到“充电”这一痛点上来了。

无线充电技术受到关注!

其实无线充电技术并不是最近才有的。

■早在1890年,物理学家兼电气工程师尼古拉·特斯拉(NikolaTesla)就已经提出了无线输电的构想。(没错,就是你知道的那个特斯拉先生)

■2007年,麻省理工学院的研究团队在美国《科学》杂志的网站上发表研究成果,经过多次试验,他们已经能成功为一个两米外的60瓦灯泡供电。

■近几年,一些通信厂商加紧研制可无线充电的手机、平板电脑、笔记本等新产品。

无线充电不仅在消费电子领域有所突破,在电动汽车领域,也迎来发展契机。

静态无线充电方式

动态无线充电方式

在不久的将来,你的电动汽车不仅能停车即充,无需电线,而且在某些路段,还可能实现运行中随时充电。

无线充电到底是怎么实现的?

目前,无线充电方式主要有  4 种:

『电磁感应无线充电方式』

基本原理:电流通过线圈,线圈产生磁场,对附近线圈产生感应电动势,从而产生电流。

优点:适合短距离(几毫米~几厘米)充电,充电效率高(80%)

缺点:特定摆放位置,才能精确充电;金属感应接触会发热

『磁共振无线充电方式 』

基本原理:发送端能量遇到共振频率相同的接收端,通过产生的共振效应进行电能传输。

优点:适合远距离大功率充电(不要想到特高压那种远距离大功率去啦,这个也就是几厘米~几米的距离,数千瓦的功率)

缺点:充电效率较低,只有50%

『无线电波式充电方式 』

基本原理:将环境电磁波转换为电流,通过电路传输电流。

优点:适合远距离(大于10米)小功率(100多毫瓦)充电,可实现自动随时随地充电

缺点:转换效率较低,只有30%多,充电时间较长

『电场耦合式』

基本原理:利用通过沿垂直方向耦合两组非对称偶极子而产生的感应电场来传输电力。

优点:适合短距离(几毫米~几厘米)充电,转换效率较高(70%~80%),发热较低,位置可不固定。

缺点:体积较大,功率较小(几瓦)

来,看这个表更一目了然

上面说这四种属于基本原理,聪明的人类还在不断拓展、发明新的无线充电方式,其中,有的是这些基本原理的延伸应用,有的则是彻底革新,甚至有点异想天开。未来,谁说得准呢,说不定哪种就成为主流走入寻常百姓家了呢。来看看下面这几种:

■WiFi无线充电

今年4月份获悉,某国最新专利“双频天线的无线充电和通信系统”已通过专利局审核,专利核心内容为:使用WiFi为手机、平板充电。

2015年的,某大学的研究人员就研发了这项技术。当时该团队通过路由器WiFi信号充电的最长有效距离为28英尺(约为8.53米),并且在充电的过程中仍然可以正常访问互联网。

■超声波无线充电

工作原理是发出超声波,带动一个“压电式换能器”中“压电晶体”的振动,从而产生电流。按照某公司的描述,他们的产品可以在4米左右同时为多个移动设备供电。

试图用超声波给手机充电的某公司,从创业之初便饱受争议。这只是一个22岁女孩的胡思乱想吗?2017年2月3日,该公司第一次展示了这项技术。尽管现场不 让拍摄,还是有视频流传了出来。影片中可以清晰看到展示者手拿一台智能手机靠近桌子上的一台设备(没有贴着),然后手机上就出现了正在充电的图示。

■红外光无线充电

2017年6月,有一家公司对外展示了红外线激光无线充电技术。它可以让玩具火车无需电池或者其他动力就在轨道上不断运行如果用手遮住激光,玩具火车就会因为失去动力而停止运动。

其实,早在2015年2月,该公司就演示过其早期产品:

红外光充电发射机被安装在天花板上,为分别搭载了兼容盒和软件狗的智能手机和无线扬声器充电。

它的工作原理是:发射机通过红外激光发射能量到接收器,光伏电池将光转换成能量。每个发射机可以与8米范围内的三个设备配对,并且可以传输高达3瓦的功率,足以为智能手机充电。

■量子物理学无线充电

目前的电磁感应无线充电方式,要求电源和设备之间的距离固定。如果设备移动,这种方式就会面临挑战。某大学的研究团队开发了一种无线充电器:可自动调整无线电波的频率(这个是针对上面我们提到的第三种无线充电基本方式:无线电波充电),以应对充电距离的变化。

研究人员利用一种被称为“宇称-时间对称(PT对称)”的量子物理学原理做到了这一点。用这个系统给运动中的电动汽车充电非常理想。

除了为消费数码产品、电动汽车充电,随着无线充电技术的发展,未来还可能用于物流(为送货的无人机充电)、医疗(心律调整器、神经刺激器等将不再需要内置电池)等更广泛的领域。

说不定未来某天,大规模远距离输电也会无线传输呢。据说,一支团队正在考虑利用激光和气球技术将电力输送至灾区,他们还在考虑在太空中收集太阳能,并将其传送回地球——因为没有地球大气的阻隔,太空中可以收集的太阳能比地球上多得多。

当然,人类的安全和健康也是需要考虑进去的。趋利避害,让科技不断改变、优化人类的生活。

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