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WiTricity: Transferencia de energía inalámbrica

WiTricity es una transferencia de energía no radiactiva a distancia sin cables. El investigador del MIT, Marin Soljacic, describe la capacidad de proporcionar electricidad a un objeto remoto sin cables. Al principio, Nicola Tesla exploró WiTricity en 1890 utilizando su demostración en transformadores resonantes, bobinas de Tesla. Pero el fuerte control de esta idea se fundó en los últimos años. WiTricity ahora está extendiendo su aplicación a las operaciones médicas para salvar la vida del paciente, cargando vehículos eléctricos en cualquier lugar. Esta tecnología también funciona en agua. Entonces, hoy conoceremos algunos temas interesantes de WiTricity: definición, principios de funcionamiento y todos los demás como ventajas, desventajas y aplicaciones, etc.

La ‘resonancia’ es la propiedad por la cual la energía se transformó. Esta tecnología nos libera de cables o cables de alimentación, el primer paso hacia una ciudad inteligente. La tecnología WiTricity necesita una separación física entre dos bobinas: la bobina del transmisor de potencia y las bobinas del receptor de potencia. La transmisión de potencia entre estas bobinas depende de la resonancia fuertemente acoplada entre ellas. La bobina del transmisor emite un campo magnético no radiactivo y la bobina del receptor resuena en ese campo. La frecuencia del campo magnético resonante en MHz.

Ahora veremos cómo funciona, aplicación, ventajas y desventajas de WiTricity.

¿Como funciona?

Hoy en día, las tecnologías son tan avanzadas que la electricidad se puede transferir a distancia de forma inalámbrica mediante varios métodos. Éstos son la clasificación de tipos de transferencia de energía:

WiTricity depende del acoplamiento de resonancia sin transferencia de energía radiactiva.

Transferencia de campo no radiactivo: la transferencia de campo no radiactivo son técnicas de transmisión de energía inalámbrica a distancia.

Acoplamiento de resonancia: la transferencia de energía de acoplamiento de resonancia funciona según el principio de una bobina primaria (bobina de fuente de energía) que genera un campo predominantemente magnético y una bobina secundaria (bobina receptora de energía) resuena en el campo magnético y una corriente generada en la bobina las bobinas resuenan a la misma frecuencia (o casi a la misma frecuencia). La eficiencia depende de sus frecuencias de resonancia.

Ejemplo: debido a una explosión, las ventanas de vidrio de los edificios cercanos pueden romperse. Este es un ejemplo de transferencia de energía por resonancia. Aquí la energía del sonido se convierte en energía vibratoria. Los vasos tienen su propia frecuencia natural. Cuando la frecuencia de la explosión coincida con la frecuencia de la frecuencia natural de las gafas, las gafas vibrarán. Después de un tiempo, los vasos se romperán. Así es como funciona una transferencia de energía por resonancia.

Análisis de circuitos:

El sistema acoplado por resonancia consiste en una fuente de energía de alta frecuencia que impulsa la energía a través de una bobina de transmisión. La bobina transmisora ​​envía energía a través del acoplamiento de resonancia electromagnética a la antena o bobina receptora. Un par de devanados similares con la misma forma y estructura están presentes en el transmisor y el receptor para lograr la transferencia de energía inalámbrica.

El campo eléctrico inducido en la bobina receptora es generado por la variación del campo magnético producido por la bobina transmisora ​​de potencia. Entonces, los voltajes recibidos por el receptor dependen de las diferentes distancias y diferentes frecuencias. El rango de frecuencia de la fuente puede ser de 0.01MHz a 10MHz.

El tanque LC o el circuito LC no resuenan por sí mismos. Por lo tanto, el circuito LC debe funcionar con una fuente de alimentación de CA. La frecuencia a la que se produce la igualdad y se mantiene para un circuito en particular se llama frecuencia resonante.

Para lograr la frecuencia de resonancia en el circuito oscilatorio, la reactancia inductiva y capacitiva de la bobina del resonador debe ser la misma.

L = X C

Donde    ωL = 1 ÷ ωC

Y    ω = 2πf

Reactancia capacitiva,      X C = 1 ÷ 2πfC

Reactancia inductiva,      X L = 2πfL

La fórmula:   4π 2 f 2 LC = 1

Y f = 1 ÷ 2π (LC) 1/2

Dónde

L = Reactancia inductiva en Ohm

C = Reactancia capacitiva en ohmios

f = Frecuencia en Hertz

L = Inductancia en Henry

C = Capacitancia en Faradios

Características:

La característica principal de la tecnología es su eficiencia. La eficiencia definida como la potencia utilizable a distancia por el receptor a la entrada de potencia o fuente de alimentación a la bobina del transmisor de potencia. En muchas aplicaciones, la eficiencia es superior al 90%.

Eficiencia = (potencia utilizable a distancia por el receptor) ÷ (la entrada de potencia o fuente de alimentación a la bobina del transmisor de potencia)

El campo electromagnético puede pasar a través de una variedad de medios como madera, hormigón, plásticos, textiles, paneles de yeso.

Ventajas:

Más respetuoso con el medio ambiente : (a) Elimine el uso de baterías extraíbles

(b) Más eficiente en la carga que un cargador de batería normal

Más confiable : (a) Nunca se quede sin batería

(b) Menos fallas debido a menos cableado

Más conveniente : (a) No se ve afectado por el clima, ciclo día-noche

(b) Reducir el costo de instalación

Desventajas:

  •    No habrá transformada de potencia si la frecuencia de resonancia de ambas bobinas no coincide.
  •    Si hay un material ferromagnético cerca de él, la transformación de potencia será baja debido a la radiación.

Aplicaciones:

Al ser una técnica de transformación de energía inalámbrica, WiTricity tiene una amplia gama de aplicaciones. La transformación de poder en esta técnica es segura y eficiente. WiTricity se puede utilizar en:

1)   Carga de energía inalámbrica: cuando en este mundo todo el mundo exige una tecnología inalámbrica, WiTricity nos proporciona una función de carga inalámbrica en nuestros dispositivos en la que no se requieren baterías. La característica interesante es que puede cargar el dispositivo mientras el dispositivo aún está en uso o en reposo. El móvil se puede cargar en el hogar, la oficina, el automóvil y cualquier lugar automáticamente.

2)      Energía directa a dispositivos estacionarios: muchos dispositivos estacionarios (como PC, TV, cine en casa, máquinas herramientas, teclado, impresora, mouse, etc.) obtienen energía directa de la fuente a través de WiTricity.

3)     Aplicación médica: ¿Sabes cómo funciona un marcapasos? Sí, tiene razón en el principio de transferencia de potencia de resonancia. La técnica WiTricity se desarrolla en equipos médicos como bombas de asistencia cardíaca, marcapasos y bombas de infusión con dispositivo de asistencia ventricular izquierda (DAVI). Estos dispositivos en el cuerpo humano consumen energía a través de la piel o en una distancia mayor que el grosor de la piel.

4)     Aplicación militar: debido a la carga inalámbrica, el equipo militar se carga en cualquier momento. Hoy en día, los equipos militares como la electrónica en el casco, las gafas de visión nocturna y los dispositivos de radio se cargan de forma inalámbrica, lo que elimina el uso de cables de alimentación y baterías pesadas en el chaleco militar.

Conclusión:

WiTricity es la técnica de transformación de energía no radiactiva de rango medio basada en resonancia fuertemente acoplada. Con respecto a la distancia, el dispositivo pequeño tiene mejor rendimiento y eficiencia. La transformación de potencia depende totalmente del acoplamiento de resonancia entre las bobinas. Debido a su funcionamiento inalámbrico, la aplicación es enorme.

WiTricity es la tecnología del futuro para suministrar energía a los consumidores. Los países lo exigen para hacer una ciudad inteligente. El próximo objetivo del equipo del MIT es hacer funcionar una aspiradora robótica o una computadora portátil, cargando los dispositivos colocados en cualquier lugar de la habitación e incluso la aspiradora robot presente en el suelo.

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