Cientistas russos desenvolveram um sistema de transmissão de energia sem fio altamente eficiente. Ele pode ser usado para criar salas onde telefones celulares e tablets serão carregados automaticamente, "do ar".
No início do século 20, Nikola Tesla primeiro testou as possibilidades de transmissão sem fio de eletricidade, mas até recentemente a tecnologia praticamente não era usada ou melhorada.
Em 2007, uma equipe de cientistas do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) testou a tecnologia WPT novamente: eles acenderam uma lâmpada de 60 watts a uma distância de dois metros. A eficiência de transmissão de energia foi de 45 por cento.
Mais tarde, a técnica foi repetidamente tentada para repensar e melhorar, em particular, para aumentar a eficiência do fornecimento de energia "pelo ar".
Com base nos mesmos princípios, uma equipe de pesquisadores russos liderados por Polina Kapitanova da Universidade Nacional de Pesquisa de Tecnologias da Informação, Mecânica e Óptica de São Petersburgo e Elizaveta Nenasheva do Instituto de Pesquisa Girikond criaram um sistema aprimorado de transmissão de energia sem fio com base na comunicação ressonante. A eficácia deste método, de acordo com simulações numéricas, é de 80 por cento a uma distância de 20 centímetros e diminui ligeiramente com o aumento da distância.
Vamos explicar o princípio geral de operação de tal sistema. A primeira bobina de cobre transfere energia para a segunda bobina, que opera com ela na mesma frequência ressonante, assim como um cantor de ópera pode transmitir energia suficiente com sua voz para quebrar um vidro (a frequência ressonante da voz coincide com a frequência que destrói o vaso).
Normalmente, os campos magnéticos são usados para transferir energia, uma vez que eles interagem fracamente com a maioria dos objetos ao redor, incluindo o corpo humano.
Pesquisadores russos modificaram ligeiramente o sistema desenvolvido originalmente. Assim, em vez de bobinas magnéticas comuns, ressonadores dielétricos especiais são usados na forma de esferas de cerâmica com uma constante dielétrica alta. Essas esferas de cerâmica podem reduzir as perdas de energia de transmissão e, assim, aumentar a eficiência.
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Além disso, o material do qual as esferas são feitas tem um alto índice de refração, o que significa que as ondas eletromagnéticas nas esferas são muito reduzidas. Esse recurso ajuda a aumentar a ressonância magnética e, como resultado, a aumentar ainda mais a eficiência da transferência de energia.
Outra inovação para reduzir as perdas e aumentar a eficiência: a transição para uma frequência ressonante de ordem superior. “Sugerimos o uso do método do quadrupolo magnético em vez do método do dipolo magnético”, disse Kapitonova em uma entrevista com phys.org. Eles diferem na forma e na força do campo magnético gerado.
Observa-se que, neste caso, o transmissor e o receptor não precisam estar precisamente alinhados um com o outro para uma melhor transferência de energia.
Acrescentamos que os demais objetos que ficarão na "sala de recarga" possuem frequências de ressonância completamente diferentes, devido às quais não poderão receber a energia transmitida. Consequentemente, tal carregamento universal será seguro para os objetos ao redor.
No futuro, para uso prático, os cientistas russos planejam reduzir o tamanho dos ressonadores. “No momento, estamos trabalhando na criação e experimentação de uma amostra da próxima versão do sistema WPT. Desenvolvemos novos ressonadores de cerâmica com uma constante dielétrica mais alta. Acreditamos que este protótipo estará muito próximo do uso prático”, acrescenta Kapitonova.
Um artigo na revista científica Applied Physics Letters fala sobre a pesquisa em detalhes.
Observe que os cientistas há muito vêm tentando melhorar o processo de carregamento de um telefone celular, sem o qual nenhuma pessoa moderna pode fazer isso. Assim, os desenvolvedores chineses criaram um dispositivo que carrega um smartphone com luz.
