无线供电-现身
无线供电2007年6月,麻省理工大学的物理学助理教授马林·索尔贾希克(Marin Soljacic)和他的研究团队公开做了一个演示。他们给一个直径60厘米的线圈通电,6英尺(约1.9米)之外连接在另一个线圈上的60瓦灯泡被点亮了。这种马林称之为“WiTricity”技术的原理是“磁耦合共振”,而他本人也因为这一发明获得了麦克阿瑟基金会2008年的天才奖。 新技术所消耗的电能只有传统电磁感应供电技术的百万分之一,不由让人们对室内距离的无线供电重新燃起了希望。而它的关键在于“共振”。
无线供电-原理
科学家们早就发现,共振是一种非常高效的传输能量方式。我们都听过诸如共振引起的铁桥坍塌、雪崩或者高音歌唱家震碎玻璃杯的故事。无论这些故事可信度如何,但它们的基本原理是正确的:两个振动频率相同的物体之间可以高效传输能量,而对不同振动频率的物体几乎没有影响。在马林的这种新技术中,将发送端和接收端的线圈调校成了一个磁共振系统,当发送端产生的振荡磁场频率和接收端的固有频率相同时,接收端就产生共振,从而实现了能量的传输。根据共振的特性,能量传输都是在这样一个共振系统内部进行,对这个共振系统之外的物体不会产生什么影响。这就像是几个厚度不同的玻璃杯不会因为同一频率的声音而同时炸碎一样。
最妙的就是这一点了。当发射端通电时,它并不会向外发射电磁波,而只是在周围形成一个非辐射的磁场。这个磁场用来和接收端联络,激发接收端的共振,从而以很小的消耗为代价来传输能量。在这项技术中,磁场的强度将不过和地球磁场强度相似,人们不用担心这种技术会对自己的身体和其他设备产生不良影响。
在2007年马林演示他的成果的时候,这项技术能够达到40%左右的效率。这在某些场合是可以接受的,但是人们还想更进一步。刚才我们提到的英特尔公司研究员们已经把传输效率提升到了75%,而马林小组最近声称,他们做到了90%。这意味着,一年之间提高到原来的两倍以上!
虽然成效惊人,但改进空间也依然很大。下一步,有望在提高传输效率的同时缩小发射端和接收端的体积,最终实现用电设备内置接收端的目标。
想象一下, 这会对生活带来什么样的影响?我们可以完全从需要的角度出发来摆放家用电器,不用再考虑附近是否有插座;我们在装修房间的时候不用再考虑如何布设电线,笔记本电脑和手机这样的小件电子设备永远显示电池充满,清扫机器人在房间里跑来跑去,不用过一会就去找地方充电……这一天也许很快就会来到。市场上已经有了一些采用这种技术的原型产品,广泛使用也只是时间问题罢了。 |