闖蕩華爾街
有多少愛可以重來 有多少人值得等待 因我自橫刀向天笑 故我自立馬冷眼瞧
美國研製無線輸電過程揭秘
2007年06月20日
無線電力傳輸實驗成功的消息甫一傳出，不少人已經開始憧憬這一技術有望帶來的便捷生活。
最近，美國研究人員成功地對實驗性無線電力傳輸係統進行了試驗，結果轟動了世界。可是，人們還有很多問題想知道：究竟什麽是無線電力傳輸？無線供電走進百姓生活預測還需要多久？
據英國廣播公司19日報道，這個無線電力傳輸不像現在的電力設備，它可以避免鼠巢的破壞，減少很多麻煩，因為它並不需要電線連接。研究人員在《科學》雜誌上對這種設備作了詳細介紹。在實驗測試中，這個設備讓距離它2米(7英尺)的一盞80瓦電燈泡發出光亮。該裝置被稱作WiTricity，研究人員根據物理學原理研發了它，這種設備還適合為膝上型電腦等裝置提供電源。倫敦帝國學院的約翰·本德萊教授觀看了這項實驗，他說：“10年前，甚至20年前也沒有什麽能妨礙他們發明這種裝置，但是我認為夢想成真隻是時間問題。在過去的幾年裏，我們看到大量需要電力的移動設備的實例。電力電纜是無線連結的最後障礙。” 色列技術學院的莫提·瑟蓋維教授將這項工作稱為“真正的先驅”。
麻省理工學院的研究人員實施了這項研究，並在2006年製定了相似的理論框架，但是這種設備還是第一次產生作用。研究組成員，助理教授馬林·索亞克說：“我們對這套理論非常有信心，但是它必須通過實驗的最後驗證。為此我們做了大量工作，現在毫無疑問我們取得了成功，試驗結果正如我們的理論所說。”這個實驗性裝置由兩個直徑為60厘米(2英尺)的銅感應器組成——一個與電源相連的傳導器和一個放置在2米(7英尺)外並與電燈泡相連的接收器。雖然電燈泡和電源之間沒有物質連結，但是當傳導器接通電源後，燈泡就會變亮。經過測量發現，這個裝置能將2米外傳來的能量的40%轉變成電能。即使將木板和電子裝置放置兩個感應器之間，燈泡也會發亮。索亞克教授說：“這些結果對我們是一個巨大的鼓舞。這項裝置變成現實的可能離我們並不遙遠。”
無線電力傳輸利用共振原理
這個係統利用了共振(當一個物體與另一個物體的頻率一樣時，就會產生震動)原理。當兩個物體的振幅相同時，它們傳遞能量的強度不會受到周圍事物的影響。索亞克教授解釋說：“如果房間內放了許多相同的杯子，你向瓶中倒入不同度數的葡萄酒，這時這些杯子就會產生不同的振幅。”例如，如果用勺子敲擊，每個杯子都會發出不同的聲音。“如果我進入房間，開始用非常高的聲音歌唱，當我的聲音於其中一個杯子的振幅相同時，它就有可能爆炸。”
WiTricity利用的是低頻電磁波共振，而不是利用聲學共振。在實驗中，兩個感應器都以10兆赫的頻率震動，產生共振，讓能量在兩者之間傳遞。本德萊教授解釋說：“隨著每一次共振，感應器中會有更多的電壓產生。”經過產生多次共振，感應器表麵就會集聚足夠的能量，讓燈泡發出光亮。這個能量的集聚也是為什麽一位歌手用與杯子相同頻率的聲音歌唱時，杯子不會立刻破裂的原因。本德萊教授說：“酒杯不斷集聚能量，直到能將自己打碎。”
據本德萊教授說，利用波長為30米(100英尺)的低頻電磁波具有安全優勢。他說：“通常用千兆赫茲(更短的波長)的手機時，會有電場和磁場輻射同時產生。”這個過程就是我們所知的“遠聲場”的一個典型特征，這種場是從振幅超過一個波長的設備裏產生的，如果振幅小於一個波長，產生的將主要是磁場。約翰說：“身體對電場的反應很強烈，這也是為什麽你能利用微波爐烹製雞肉的原因。但是磁場不會對人體產生影響。根據身體對能量的吸收，它對磁場的反應幾乎為零。”因此，這項設備不能給人類帶來任何明顯的健康風險。
19世紀已有科學家實驗無線能量轉換
麻省理工學院的科研組不是第一個提出無線能量轉換的組織。19世紀的物理學家和工程師尼古拉·特斯拉進行了遠程無線能量轉換係統實驗，但是當他的財力用盡後，這項最有野心的嚐試(29米高的瓦登克萊弗塔)宣告失敗。其他嚐試包括激光等定向能量轉換機製。然而，它們與麻省理工學院的工作不同，這些都需要連續的可視線路，這對住宅周圍的電力設施不好。
現在，索亞克教授和他的科研組正在改進這個設備。“這是一項還未得到發展的係統，它證明能量轉換行得通。但是目前你不會願意利用它給你的膝上型電腦供電。我們的目標是縮小這個設備的體積、擴大感應器間的距離和提高電力轉換功效。”他與同事安德烈·庫爾斯、阿裏特迪茲·卡拉裏斯、羅伯特·莫埃特、約翰·加儂珀洛斯和彼得·索利科合作，進行了這項研究。
無線能量轉換裝置的工作原理
1.輸電線中的電能傳入用銅製造的天線中。
2.天線以10兆赫的波長振動，產生電磁波。
3.天線發出的能量傳播到2米(6.5英尺)外。
4.同樣以10兆赫的頻率震動的膝上型電腦接收到電流，能量充入設備中。
5.沒有轉換成膝上型電腦的能量不會被天線重新吸收。不能產生10兆赫共振的人和其他物體不會對它產生幹擾。
