Кратко об истории

План

1. Введение (актуальность).

2. Кратко об истории.

3. Немного о технологии.

4. Уже существующие изобретения.

5. Фантазии, различные комбинации и т.д. (практическое применение).

6. За и Против (в основном безопасность, ЭМИ), ссылка на быстрое развитие технологий.

7. Заключение, выводы по работе.

Введение

С каждым годом количество электроники в наших домах возрастает. В то же время растет количество проводов, уменьшается свободное пространство. Каждый из нас хоть раз да задумывался: "Как бы было хорошо без всех этих проводов".

Мы живем в 21 веке - веке непрерывного развития, и ученые с азартом пытаются решить проблему избавления от проводов. Что мы имеем на сегодняшний день: беспроводные мышки, клавиатуры, наушники, передача информации через Bluetooth, раздача интернета с помощью wi-fi роутеров. В итоге, мы уже несколько лет свободно передаем информационные сигналы без участия проводов. Следует отметить, что беспроводные устройства, как правило, не потребляют много энергии и работают от аккумуляторов. Нас же интересует беспроводная передача энергии.

Кратко об истории

Успехи в исследовании БПЭ были достигнуты уже в начале 20го века. Большой вклад в развитие технологии внес всем известный Никола Тесла. Тем не менее, только недавно был сделан ощутимый рывок вперед, что дарит нам надежду, что уже совсем скоро, мы сможем использовать результаты долгих исследований и работы ученых.

Описывать все технологии мы не будем, так как это не является нашей задачей. Скажем только, что технологии различаются по многим параметрам, таким как: способ передачи, максимальная дистанция передачи, КПД передаваемой энергии, безопасность, зависимость от внешных факторов (препятствия).

Мы расскажем подробнее о технологии, у которой видим реальное будущее в потребительском рынке.

Это технология WiTricity.

3. Немного о технологии ( Кратко изложить содержание таблицы )

То, что не дает спать   История началась поздно ночью, несколько лет назад, когда профессор MIT Марин Солячич стоял в пижаме и смотрел на свой мобильный телефон на кухонном столе. Это был уже шестой раз за тот месяц, когда он проснулся от звукового сигнала своего мобильного телефона, который давал ему понять, что он забыл его зарядить. В этот момент профессору пришло в голову: «Весь дом опутан электрическими проводами, и мой офис тоже. Этот телефон должен был сам позаботиться о своей зарядке!» Но чтобы сделать это возможным, нужно было найти способ передачи энергии от существующей сети электроснабжения к мобильному телефону — без проводов. Солячич начал размышлять о физических явлениях, которые могли бы сделать эту мечту реальностью.	The Invention of WiTricity Technology Things that Go Beep in the Night   The story starts late one night a few years ago, with MIT Professor Marin Soljačić (pronounced Soul-ya-cheech), standing in his pajamas, staring at his cell phone on the kitchen counter. It was probably the sixth time that month that he was awakened by his mobile phone beeping to let him know that he had forgotten to charge it. At that moment, it occurred to him: “There is electricity wired all through this house, all through my office—everywhere. This phone should take care of its own charging!” But to make this possible, one would have to find a way to transfer power from the existing wired infrastructure to the cell phone—without wires. Soljačić started thinking of physical phenomena that could make this dream a reality.
Связанные резонаторы   Для достижения беспроводной передачи энергии таким образом, чтобы она была практичной и безопасной, необходимо использовать физическое явление, которое позволит источнику питания передавать нагрузке (например, мобильному телефону) значительное количество энергией, слабо взаимодействуя с живыми существами и другими объектами, такими как мебель и стены. Явление связанных резонаторов удовлетворяет этому условию. Два резонанирующих объекта с одной резонансной частотой, как правило, эффективно обмениваются энергией, в то же время, слабо взаимодействуя с остальными не резонирующими объектами. Ребенок на качелях является хорошим примером резонансной системы. Качели являются системой механического резонанса, которая раскачивается только тогда, когда частота качаний ребенка соответствует собственной частоте колебаний системы. Другой пример относится к акустическому резонансу: представьте себе комнату с сотней одинаковых бокалов вина, каждый из которых наполнен вином по-разному, так что бокалы резонируют на разных частотах. Если оперный певец войдет в эту комнату и начнет громко петь одну ноту, то бокал с соответствующей резонансной частотой может накопить достаточно энергии, чтобы разбиться, в то время как другие бокалы останутся целыми.	Eureka! Coupled Resonators   To achieve wireless power transfer in a way that is practical and safe, one needs to use a physical phenomenon that enables the power source and the device (in this case, the mobile phone) to exchange energy strongly, while interacting only weakly with living beings and other environmental objects, like furniture and walls. The phenomenon of coupled resonators precisely fits this description. Two resonant objects of the same resonant frequency tend to exchange energy efficiently, while interacting weakly with extraneous off-resonant objects. A child on a swing is a good example of a resonant system. A swing exhibits a type of mechanical resonance, so only when the child pumps her legs at the natural frequency of the swing is she able to impart substantial energy into the motion of the swing. Another example involves acoustic resonances: imagine a room with 100 identical wine glasses, but each filled with wine up to a different level, so that each resonates at a different frequency (that is, they each emit a different tone or note when tapped, by a utensil, for example). If an opera singer enters that room and sings a very loud single note, the glass having the corresponding resonant frequency can accumulate enough energy to shatter, while the other glasses are unaffected.
Сильное взаимодействие   Связанные резонаторы работают в режиме сильного взаимодействия, если скорость передачи энергии между ними значительно выше, чем скорость ее потери за поглощения и излучения. В режиме сильного взаимодействия эффективность передачи энергии может быть очень высокой. Эти соображения являются универсальными, применимыми ко всем видам резонанса (например, акустического, механического, электромагнитного и др.) Солячич и его коллеги из Массачусетского технологического института Каралис и Джоаннопулос приступили к исследованиям и разработке физической теории использования сильно связанных магнитных резонаторов для передачи мощности на расстояние, позволяющее производить беспроводную зарядку устройств. Их теоретические результаты были впервые опубликованы в 2006 году, и снова в 2008 году в журнале «Анналы физики». Как только теория была разработана, Солячич и его команда принялись подтверждать ее экспериментально. Разработанная теория охватывала широкий круг систем связанных резонаторов, но экспериментальная работа была сосредоточена на доказательство того, что магнитно связанные резонаторы могут обмениваться энергией так, как предсказывает теория и как необходимо для беспроводной зарядки таких устройств, как сотовые телефоны. Команда изучила систему из двух электромагнитных резонаторов, связанных посредством их магнитных полей. Им удалось зафиксировать режим сильного взаимодействия системы и показать, что сильное взаимодействие может быть достигнуто на расстояниях, значительно превышающих размер самих резонирующих объектов. Команда доказала, что в режиме сильного взаимодействия может быть достигнута эффективная беспроводная передача энергии. Их успешный эксперимент был опубликован в журнале Science в 2007 году.	Strong Coupling   Coupled resonators are said to operate in a strongly coupled regime if their energy transfer rate is substantially higher than the rate at which they lose energy due to factors such as material absorption and radiation. In the strongly coupled regime, energy transfer can be very efficient. These considerations are universal, applying to all kinds of resonances (e.g., acoustic, mechanical, electromagnetic, etc.). Soljačić and his colleagues at MIT (Karalis and Joannopoulos) set out to explore and develop the physical theory of how to enable strongly coupled magnetic resonators to transfer power over distances that would enable the kind of wireless device charging that Soljačić first imagined. Their theoretical results were published first in 2006, and again in 2008 in the Annals of Physics. Once the physical theories were developed, Soljačić and his team (Kurs, Karalis, Moffatt, Joannopoulos, Fisher) set out to validate them experimentally. The theory was developed to cover a broad range of coupled resonator systems, but the experimental work focused on proving that magnetically coupled resonators could exchange energy in the manner predicted by the theory and required for the wireless charging or devices, such as cell phones. The team explored a system of two electro-magnetic resonators coupled through their magnetic fields. They were able to identify the strongly coupled regime in this system, and showed that strong coupling could be achieved over distances that greatly exceeded the size of the resonant objects themselves. The team had proven that in this strongly coupled regime, efficient wireless power transfer could be enabled. Their successful experiment was published in the journal, Science, in 2007.
	WiTricity Technology: WiTricity power sources and capture devices are specially designed magnetic resonators that efficiently transfer power over large distances via the magnetic near-field. These proprietary source and device designs and the electronic systems that control them support efficient energy transfer over distances that are many times the size of the sources/devices themselves.   The WiTricity power source, left, is connected to AC power. The blue lines represent the magnetic near field induced by the power source. The yellow lines represent the flow of energy from the source to the WiTicity capture coil, which is shown powering a light bulb. Note that this diagram also shows how the magnetic field (blue lines) can wrap around a conductive obstacle between the power source and the capture device.
	WiTricity’s wireless power transfer technology can be applied in a wide variety of applications and environments. The ability of our technology to transfer power safely, efficiently, and over distance can improve products by making them more convenient, reliable, and environmentally friendly.

Date: 2015-10-19; view: 275; Нарушение авторских прав