aktualności

Naukowcy opracowalibezprzewodowa komora ładowaniaktóre mogą zasilać dowolny laptop, tablet lub telefon komórkowy drogą powietrzną, bez konieczności stosowania wtyczek i kabli.
Zespół z Uniwersytetu Tokijskiego stwierdził, że nowa technika polega na generowaniu pól magnetycznych na większe odległości bez wytwarzania pól elektrycznych, które mogłyby być szkodliwe dla kogokolwiek lub zwierząt w pomieszczeniu.
System, który został przetestowany w pomieszczeniu, ale jest wciąż w powijakach, może dostarczyć do 50 watów mocy bez przekraczania aktualnych wytycznych dotyczących narażenia człowieka na pola magnetyczne – wyjaśnili autorzy badania.
Można go używać do ładowania dowolnego urządzenia z cewką w środku, podobnie do systemu stosowanego w obecnych podkładkach do ładowania bezprzewodowego – ale bez podkładki ładującej.
Zespół stwierdził, że oprócz usunięcia wiązek kabli do ładowania z biurek mogłoby to pozwolić na pełną automatyzację większej liczby urządzeń bez konieczności stosowania portów, wtyczek i kabli.
Zespół stwierdził, że obecny system obejmuje biegun magnetyczny umieszczony na środku pomieszczenia, dzięki czemu pole magnetyczne „dociera do każdego zakątka”, ale działa bez niego, a kompromisem jest „martwy punkt”, w którym ładowanie bezprzewodowe nie jest możliwe.
Badacze nie ujawnili, ile będzie kosztować ta technologia, ponieważ jest ona wciąż na wczesnym etapie rozwoju i „minęły lata” od udostępnienia jej społeczeństwu.
Jednakże, gdy możliwa jest modernizacja istniejącego budynku lub integracja z całkowicie nowym budynkiem, z centralnym słupem przewodzącym lub bez niego.
Technologia ta umożliwi ładowanie dowolnego urządzenia elektronicznego – takiego jak telefon, wentylator, a nawet lampa – bez konieczności stosowania kabli, co widać w pomieszczeniu stworzonym przez Uniwersytet Tokijski i udowadnia, że ​​to działa. Niewidoczne jest centralne miejsce biegun, który działa w celu zwiększenia zasięgu pola magnetycznego
System obejmuje słupek umieszczony na środku pomieszczenia, który „wypełnia luki niezakryte kondensatorami ściennymi”, ale autorzy twierdzą, że bez słupka nadal będzie działać, jak pokazano, ale spowoduje powstanie martwego punktu, w którym ładowanie nie będzie możliwe. praca
Kondensatory skupione, przeznaczone do oddzielenia układu termicznego, są umieszczone we wnęce ściennej każdej ściany wokół pomieszczenia.
Zmniejsza to ryzyko dla ludzi i zwierząt w kosmosie, ponieważ pola elektryczne mogą podgrzewać biologiczne mięso.
W pomieszczeniu zainstalowana jest centralna elektroda przewodząca, która wytwarza okrągłe pole magnetyczne.
Ponieważ pole magnetyczne domyślnie ma kształt kołowy, może wypełnić wszelkie luki w pomieszczeniu, które nie są pokryte kondensatorami ściennymi.
Urządzenia takie jak telefony komórkowe i laptopy mają wewnątrz cewki, które można ładować za pomocą pól magnetycznych.
System może zapewnić moc 50 W bez ryzyka dla ludzi i zwierząt znajdujących się w pomieszczeniu.
Inne zastosowania obejmują mniejsze wersje elektronarzędzi w skrzynkach narzędziowych lub większe wersje, które umożliwiają pracę całych zakładów bez kabli.
„To naprawdę zwiększa możliwości wszechobecnego świata komputerów — możesz umieścić swój komputer w dowolnym miejscu, nie martwiąc się o ładowanie lub podłączanie” – powiedział współautor badania Alanson Sample z Uniwersytetu Michigan.
Według Sample’a implanty serca mają również zastosowania kliniczne, a obecnie wymagają przewodu prowadzącego z pompy, aby przejść przez ciało i wprowadzić je do gniazdka.
„Mogłoby to wyeliminować ten stan” – stwierdzili autorzy, dodając, że zmniejszy to ryzyko infekcji poprzez całkowite wyeliminowanie przewodów, „zmniejszając ryzyko infekcji i poprawiając jakość życia pacjenta”.
Ładowanie bezprzewodowe okazało się kontrowersyjne, a niedawne badanie wykazało, że rodzaj magnesów i cewek stosowanych w niektórych produktach Apple może wyłączać rozruszniki serca i podobne urządzenia.
„Nasze badania dotyczące rezonansów wnękowych statycznych nie wykorzystują magnesów trwałych i dlatego nie stwarzają takich samych obaw w zakresie zdrowia i bezpieczeństwa” – powiedział.
„Zamiast tego używamy oscylujących pól magnetycznych o niskiej częstotliwości do bezprzewodowego przesyłania energii elektrycznej, a kształt i struktura rezonatorów wnękowych pozwalają nam kontrolować i kierować tymi polami.
„Cieszymy się, że nasza wstępna analiza bezpieczeństwa wykazała, że ​​użyteczną moc można przesyłać bezpiecznie i wydajnie. Będziemy nadal badać i rozwijać tę technologię, aby spełnić lub przekroczyć wszystkie regulacyjne standardy bezpieczeństwa.
Aby zademonstrować nowy system, zainstalowano unikalną infrastrukturę do ładowania bezprzewodowego w specjalnie zaprojektowanej aluminiowej „komorze testowej” o wymiarach 3 na 3 metry.
Następnie wykorzystują go do zasilania świateł, wentylatorów i telefonów komórkowych, pobierając energię elektryczną z dowolnego miejsca w pomieszczeniu, niezależnie od tego, gdzie znajdują się meble i ludzie.
Naukowcy twierdzą, że system stanowi znaczną poprawę w stosunku do poprzednich prób ładowania bezprzewodowego, które wykorzystywały potencjalnie szkodliwe promieniowanie mikrofalowe lub wymagały umieszczenia urządzenia na dedykowanej podkładce ładującej.
Zamiast tego wykorzystuje przewodzące powierzchnie i elektrody na ścianach pomieszczenia, aby wygenerować pole magnetyczne, z którego mogą korzystać urządzenia, gdy potrzebują zasilania.
Urządzenia wykorzystują pola magnetyczne poprzez cewki, które można zintegrować z urządzeniami elektronicznymi, takimi jak telefony komórkowe.
Naukowcy twierdzą, że system można łatwo skalować do większych obiektów, takich jak fabryki czy magazyny, zachowując jednocześnie zgodność z istniejącymi wytycznymi dotyczącymi bezpieczeństwa narażenia na pole elektromagnetyczne, określonymi przez amerykańską Federalną Komisję Łączności (FCC).
„Coś takiego najłatwiej jest wdrożyć w nowych budynkach, ale myślę, że możliwe są również modernizacje” – powiedział Takuya Sasatani, badacz z Uniwersytetu Tokijskiego i współautor badania.
„Na przykład niektóre budynki komercyjne mają już metalowe pręty nośne i powinno być możliwe natryskiwanie przewodzącej powierzchni na ściany, co mogłoby przypominać sufity teksturowane”.
Autorzy badania wyjaśniają, że system może dostarczyć do 50 watów mocy, nie przekraczając wytycznych FCC dotyczących narażenia człowieka na pola magnetyczne
Autorzy badania wyjaśniają, że system może dostarczyć do 50 watów mocy, nie przekraczając wytycznych FCC dotyczących narażenia człowieka na pola magnetyczne
Pole magnetyczne opisuje rozkład siły magnetycznej w obszarze wokół obiektu magnetycznego.
Obejmuje wpływ magnetyzmu na ładunki ruchome, prądy i materiały magnetyczne.
Ziemia wytwarza własne pole magnetyczne, które pomaga chronić powierzchnię przed szkodliwym promieniowaniem słonecznym.
Według Sample’a kluczem do działania systemu jest stworzenie struktury rezonansowej, która może wytwarzać pole magnetyczne wielkości pomieszczenia, jednocześnie ograniczając szkodliwe pola elektryczne, które mogą podgrzewać tkankę biologiczną.
Rozwiązanie zespołu wykorzystuje urządzenie zwane kondensatorem skupionym, które pasuje do modelu pojemności skupionej, w którym system termiczny jest zredukowany do dyskretnych brył.
Różnice temperatur w obrębie każdego bloku są znikome i są już powszechnie stosowane w systemach klimatyzacji budynków.
Kondensatory umieszczone we wnękach ściennych wytwarzają pole magnetyczne, które rezonuje w pomieszczeniu, zatrzymując pole elektryczne wewnątrz samego kondensatora.
Eliminuje to ograniczenia poprzednich bezprzewodowych systemów zasilania, które ograniczały się do dostarczania dużych ilości mocy na małe odległości kilku milimetrów lub bardzo małych ilości na duże odległości, co mogło być szkodliwe dla ludzi.
Zespół musiał także opracować sposób zapewnienia, że ​​pole magnetyczne dotrze do każdego zakątka pomieszczenia, eliminując wszelkie „martwe punkty”, które mogłyby się nie naładować.
Pola magnetyczne mają tendencję do rozprzestrzeniania się w sposób kołowy, tworząc martwe punkty w kwadratowych pomieszczeniach i trudne do precyzyjnego dopasowania do cewek urządzenia.
„Pobieranie energii z powietrza za pomocą cewki przypomina łapanie motyli za pomocą siatki” – powiedział Sample, dodając, że cała sztuka polega na tym, aby „sprawić, by jak największa liczba motyli kręciła się po pomieszczeniu w jak największej liczbie kierunków”.
Mając wiele motyli, czyli w tym przypadku wiele oddziałujących pól magnetycznych, niezależnie od tego, gdzie znajduje się sieć i w którą stronę jest skierowana – trafisz w cel.
Jeden okrąża centralny biegun pomieszczenia, drugi zaś wiruje w rogach, przeplatając się pomiędzy sąsiednimi ścianami.
Można nim ładować dowolne urządzenie z cewką w środku, podobnie jak w przypadku obecnych podkładek do ładowania bezprzewodowego – ale bez podkładki ładującej
Naukowcy nie powiedzieli, ile może kosztować ta technologia, ponieważ jest ona wciąż na wczesnym etapie rozwoju, ale „zajmie to lata” i będzie można ją zmodernizować w istniejących budynkach lub zintegrować z całkowicie nowymi budynkami, jeśli będą dostępne w średnim wieku.
Zdaniem Sample’a takie podejście eliminuje martwe punkty, umożliwiając urządzeniom pobieranie energii z dowolnego miejsca w przestrzeni.