文档介绍：从iPhone5畅想无线充电
前不久,苹果公司提交了一份专利申请书,名为“区域性电脑运算环境的无线电力运用”。据说通过这项技术,能让苹果的iPhone、iPad和iPod等设备放在电脑旁边就能充电。而且,据传说即将发布的iPhone 5将率先使用这项技术。电流可以无线传输?可能很多朋友看到这条消息的时候都觉得不可思议,但其实这项技术并不是最新的高科技。早在百年之前,尼古拉?特斯拉就已经初步实现了这种技术,只是到目前为止,这项技术都还未有实质性的进步。那么苹果的无线充电专利到底会是什么样子的呢?还是让我们通过尼古拉?特斯拉的发明来猜想―下吧!
一切从特斯拉线圈开始说起
100多年前,交流电的发明者尼古拉?特拉斯从闪电中获得了灵感,设计了大名鼎鼎的“特斯拉线圈”。这是一种分布参数高频共振变压器,可以轻松获得上百万伏的高频电压。游戏《红色警戒2》里面的电磁塔(特斯拉塔)就是根据特斯拉线圈设计的,而这也是实现无线充电最重要的装置。
后来,尼古拉,特斯拉又在此基础上做了改进,发明了“放大发射机”。至此,将电力无线传输这一可能正式地被提了出来。他认为:在地球上游离的电离子均可以被收集起来为人所用。而地球可以作为内导体、地球的电离层能够作为外导体,通过放大发射机特有的径向电磁波振荡模式,能在地球与地球电离层之间建立起大约8Hz的低频共振,再利用环绕地球表面的电磁波就能传输这些能量。
不过,想象总是美好的,而现实总会带给你各种各样意想不到的麻烦。由于实现该理论需要建造至少5个在当时看来几乎是不可能完成的参天电塔――沃登克里佛广播塔(WardenclyffeTower)。而又由于财力不足和社会阻力等各种原因(当时尼古拉,特斯拉曾许诺,若实验成功,这些从地球上获得的能量将免费供给所有人使用。显然这也触动了某些人的利益),特斯拉的大胆构想并没有得到实现,但后人却从理论上完全证实了这种方案的可行性。
在尼古拉?特拉斯死后,他的相关研究资料被FBI列为机密文件。直至今日,科学界一直都试着还原尼古拉特斯拉当年的研究成果,不过均收效甚微。理想中的无线充电该是什么样?
近代,人们一直试图还原尼古拉?特拉斯当年的研究成果,希望能让电力无线传输。不过真正能最终转换为商品的,也就只有接触式无线充电的牙刷和一些效率极低的“无线电池充电平台”,它们都只能在极短距离内实现无线充电。
看了以上内容,可能有人会问了:既然人们能设计出个别无线充电设备,那为什么使用该类技术的无线充电器却没有普及呢?
其实简单地说,目前阻碍无线充电技术普及的最大障碍就是“传输距离”。众所周知,传输电力即便是通过金属线路传输,距离远了也会产生相当大的线路损耗,更别提通过空气传输了
距离增大以后传输的能量会迅速减少。可以想象,在一些特殊领域如果不能突破距离限制,无线充电几乎就是毫无意义。
对此,世界各地的科学家都在研究,到目前为止,也取得了一些相当不错的成绩。
比如美国麻省理工学院的研究人员采用两个直径为50cm的铜线圈,通过调整发射频率使两个线圈在10MHz产生共振,从而成功点亮了距离电力发射端2m以外的一盏60W灯泡,并得出了富有启发性的两个结论。
1 电力的损失是可以减少的。当接收设备的频率与发射端的电场频率一致时,就会产生共振,从而极