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[科普中国]-无线供电

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无线供电,是一种方便安全的新技术,无需任何物理上的连接,电能可以近距离无接触地传输给负载。实际上近距离的无线供电技术早在一百多年前就已经出现,而我们现在生活中的很多小东西,都已经在使用无线供电。也许不远的未来,我们还会看到远距离和室内距离的无线供电产品,而不会看到电线杆和高压线,“插头”也将会变成一个历史名词。

定义无线供电无线能量传输或称无线电力传输是一种不经由电导体将电力能量从发电装置或供电端转送到电力接收装置的技术。无线能量传送是一个通称,当中可使用多种不同技术达成,包括电场、磁场及电磁波。发射器把电能转换成相对应场的能量状态,传输经过一空间后由一个或多个接收器接收并转换回为电能。1

历史美国无线电力公司在2009年的全球科技、娱乐及设计大会(TED Global)上,成功利用线圈共振原理实现无线输电,为两台手机隔空充电,并开启了一台没有接电线的电视机。

2010年1月,海尔在第四十三届国际消费类电子产品展览会(CES展)上推出全球首台"无尾电视",其中使用了麻省理工学院发明的无线输电技术,利用“谐振感应耦合(磁耦合谐振)”原理实现无线供电。2

分类无线能量传输技术分为两种类别:非辐射与辐射。非辐射技术在线圈之间以电感耦合,能量通过磁场传送。应用例子有电动牙刷充电、RFID及智能卡、心律调节器、电动车充电器、JR磁浮的车上供电。现在发展焦点是为移动电话等无线充电技术。辐射技术则以微波、激光等定向能波束把能量传送,这种技术可以传送致较远距离,但发射一方必须瞄准接收一方发射。使用辐射技术的无线能量传输仍处于实验阶段,提议使用的用途有太阳能发电卫星及无人飞行载具。1

技术技术上,无线输电技术与无线电通讯中所用发射与接收技术并无本质区别。但是前者着眼于传输能量,而非附载于能量之上的信息。无线输电技术的最大困难在于无线电波的弥散与不期望的吸收与衰减。对于无线电通讯,无线电波的弥散问题甚至不一定是件坏事,但是却可能给无线输电带来严重的传输效率问题。一个办法是使用微波甚至激光传输,理论上,无线电波波长越短,其定向性越好,弥散越小。亦有人担心此项技术可能给人带来的健康风险,虽然尚无太多证据证实或者否定这种风险,有实验将几代动物暴露于微波及比之更强的辐射环境,并未发现对健康造成任何影响。2

无线充电无线充电,又称作感应充电非接触式感应充电,是利用近场感应,也就是电感耦合,由供电设备(充电器)将能量传送至用电的装置,该装置使用接收到的能量对电池充电,并同时供其本身运作之用。基本上由于充电器与用电装置之间以电感耦合传送能量,两者之间不需使用电线连接,因此充电器及用电的装置都可以做到无导电接点外露。那样就比有线充电更为方便。2

本词条内容贡献者为:

李宗秀 - 副教授 - 黑龙江财经学院