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Cuando piensas en la energía inalámbrica, las imágenes de rayos caen de una bobina de Tesla 10 de los mejores videos musicales de Tesla Coils en YouTubeNikola Tesla es justamente considerada como una de las mentes científicas más grandes de todos los tiempos. Su trabajo pionero como ingeniero, especialmente en el campo de la electricidad y el electromagnetismo, significa que su nombre es sinónimo de ... Lee mas a otro probablemente viene a mi mente, o tal vez imágenes del momento en que el monstruo de Frankenstein cobró vida
Si bien la idea parece ridícula y casi imposible, es posible que se sorprenda al saber que la energía inalámbrica se está convirtiendo rápidamente en una realidad.
Hay una serie de teorías y propuestas presentadas para lograr la hazaña futurista de transferir electricidad a través del aire para dispositivos en su hogar, que trataremos en este artículo, pero primero, es importante comprender tanto el potencial como las limitaciones de la ciencia 10 canales de Ciencia de YouTube que no te puedes perder La palabra ciencia significa esencialmente conocimiento, y es esta búsqueda de aprendizaje y comprensión lo que ha llevado a la humanidad a la cima de su poder. La Web ofrece amplias oportunidades para dispersar ese conocimiento a ... Lee mas detrás de estos intentos.
¿Qué es la energía inalámbrica?
Cuando la mayoría de las personas piensa en la electricidad, piensan en el enchufe tradicional de uno o dos cables que tiene un terminal positivo, un terminal negativo y, a veces, un cable a tierra. Los terminales positivo y negativo conforman lo que es esencialmente un circuito eléctrico, como se muestra en el siguiente diagrama.
Este es el ejemplo más simple de un circuito eléctrico. Bueno, en realidad quitar el interruptor sería más simple, pero entiendes el punto.
Los terminales "+" y "-" de la batería son los cables rojo y negro en su enchufe de alimentación, ya sea que esté conectando una lámpara, una computadora o cualquier otra cosa.
En su nivel fundamental, la electricidad puede describirse como el flujo de una "corriente" de terminales positivos a negativos. Voy a evitar una discusión teórica sobre el movimiento de las partículas cargadas reales. Solo entienda que para alimentar un dispositivo eléctrico, necesita una diferencia de voltaje entre esos dos terminales.
Entonces, ¿cómo es posible girar un sistema que obviamente depende de un conductor como un cable eléctrico para el flujo de carga? ¿Qué se supone que debes hacer? disparar la carga de la punta de un cable a otro? Bueno ...orta.
Déjame presentarte el transformador.
Este es en realidad un concepto que ha existido desde la época del propio Tesla. Toma un cable que transporta el voltaje de su fuente (enchufado a un tomacorriente de CA de 60 Hz, por ejemplo) y lo enrolla en muchos bucles. Oh, diablos, usa un trozo de hierro para que sea fácil envolver los lazos.
Luego, envuelva un segundo cable a poca distancia de la primera bobina. Inducirá corriente en la segunda bobina, al igual que la magia.
De acuerdo, no del todo mágico, pero bastante cerca. Básicamente, cada cable que tiene voltaje alterno induce un campo electromagnético a su alrededor, llamado flujo. Cuando enrollas el cable, amplificas ese campo. Deslice material magnético como el hierro en esa bobina, y mejorará su capacidad de transferir la energía a esa segunda bobina. Pero, aquí está el pateador, lo mismo puede suceder por el aire.
¿Alguna vez usó un horno de inducción?
Si tienes la oportunidad de ver uno, enciéndelo al máximo y coloca tu mano sobre el quemador. No, en serio, tócalo todo lo que quieras. No te quemarás. Esos cables en espiral están destinados a inducir corrientes de Foucault en los utensilios de cocina de hierro fundido colocados en la estufa. Esto a su vez calienta la olla, que calienta la comida.
Esta transmisión de energía eléctrica a través del aire es la forma en que funcionan los generadores, motores e incluso su cargador de cepillo de dientes eléctrico. En estos casos, en lugar de un núcleo de hierro, es un "núcleo de aire". Es el flujo que transfiere la energía eléctrica.
Avances en energía inalámbrica
Entonces, ¿por qué los científicos no han podido transferir energía inalámbricamente usando inducción antes? Bueno, para entender esto, realmente necesitas dirigirte a las personas que comenzaron todo, o al menos, tomar la antorcha de Nikola Tesla.
en un Papel 2006 publicado en Annals of Physics, los investigadores del MIT describieron cómo pretendían demostrar que estos campos podrían usarse para transmitir energía de forma inalámbrica.
Investigamos si, y en qué medida, el fenómeno físico de estados electromagnéticos resonantes de larga duración con localización localizada los patrones de campo lentamente evanescentes se pueden usar para transferir energía eficientemente a distancias no despreciables, incluso en presencia de elementos extraños objetos ambientales
En inglés simple, los investigadores decían que creían que al usar la configuración correcta, estos campos de inducción podrían usarse para transferir potencia a distancia, incluso con objetos en el camino.
Y adivinen qué, en 2007, lo probaron y publicaron sus resultados en un artículo experimental publicado en la revista Science.
Utilizando bobinas autorresonantes en un régimen fuertemente acoplado, demostramos experimentalmente una transferencia de potencia no radiativa eficiente a distancias de hasta 8 veces el radio de las bobinas. Pudimos transferir 60 vatios con ~ 40% de eficiencia en distancias superiores a 2 metros.
Este fue un logro increíble. Para aquellos de ustedes que aún no están bien sintonizados con el sistema métrico, 2 metros son un poco más de seis pies y medio. Básicamente, podrían transferir energía de una bobina a la otra, la distancia de una persona muy alta.
¿Cuál era su secreto? Fue lo que llamaron "bobinas resonantes". Afinaron las bobinas: el número, el radio y otros factores, para lograr una especie de "resonancia" entre las dos bobinas.
Es esencial que las bobinas estén en resonancia para que la transferencia de potencia sea práctica (6). Descubrimos experimentalmente que la potencia transmitida a la carga cae bruscamente cuando cualquiera de las bobinas se desintoniza por resonancia.
En cualquier caso, este logro provocó el rápido desarrollo de las aplicaciones de energía inalámbrica. La carrera estaba en marcha.
La carrera para aprovechar el poder
Raza que hicieron.
Una de las primeras startups que aprovechó esta tecnología para fines comerciales fue WiTricity. Ya en 2009, el CEO Eric Giler dio una demostración de la tecnología de energía inalámbrica en TEDGlobal 2009.
Él no fue el único. Muchas compañías se lanzaron de inmediato a esta tecnología para aplicaciones que eran prácticas y fáciles en distancias cortas. La carga inalámbrica de dispositivos portátiles fue una primera opción obvia, y en 2009 la primera almohadillas de carga inductiva ¿Duracell myGrid realmente carga tan bien como un cable de alimentación?Los cables de alimentación son un concepto cada vez más anticuado en el mundo inalámbrico actual, pero hasta ahora siguen siendo una necesidad. Nadie quiere verse obligado a atar sus dispositivos electrónicos al nido de cuerdas de una rata ... Lee mas Salir al mercado.
Ahora puede colocar sus dispositivos móviles en estos pads y se cargarán. Ya no es necesario buscar el enchufe de tu teléfono.
Si crees que fue un invento genial, entonces considera cuán lejos ha llegado la industria desde los días del descubrimiento del MIT. Para 2011, una compañía llamada Evatran creó un sistema de "Energía sin enchufe" para automóviles eléctricos utilizando la tecnología de inducción para cargar vehículos eléctricos sin cables.
La carga inductiva no es el futuro de los autos eléctricos, ya está aquí.
El futuro de la energía inalámbrica
Ahora que sabe dónde está la industria con la energía inalámbrica, echemos un vistazo a dónde va.
A principios de 2014, los investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea (KAIST) anunció que habían desarrollado un "Sistema Resonante de Bobina Dipolar" donde pudieron establecer un "rango extendido de transferencia de potencia inductiva, hasta 5 metros entre transmisor y receptor bobinas ".
También pudieron reducir el tamaño de las bobinas de lo que el equipo del MIT había usado, haciendo todo más práctico (aunque aún costoso) para fines comerciales.
Chun T. Rim, el jefe del proyecto de investigación, le dijo a Science Daily que él imaginó un sistema de este tipo que se utiliza para proporcionar "puntos calientes de energía inalámbrica" al igual que las personas usan puntos de acceso a Internet.
Al igual que hoy vemos zonas de Wi-Fi en todas partes, eventualmente tendremos muchas zonas de Wi-Power en lugares como restaurantes y calles que proporcionan energía eléctrica de forma inalámbrica a dispositivos electrónicos.
Cinco metros son casi dieciseis pies y medio. Ahora estás hablando de la longitud de una habitación típica en una casa.
A lo largo de este año, una compañía llamada Ossia ha estado haciendo rondas con su concepto llamado Cota, una tecnología que la compañía promete permitirá carga inalambrica ¿Qué es la carga inalámbrica y cómo funciona exactamente? [MakeUseOf explica]Vivimos en un mundo inalámbrico. Excepto que no lo hacemos. Claro, podemos enviar grandes cantidades de información a través de las ondas aéreas, pero los dispositivos capaces de enviar y recibir están atados a cables de alimentación ... Lee mas de dispositivos a una distancia de hasta 30 pies de la estación base.
Pero, por supuesto, los fanáticos de Apple no tienen miedo, su empresa también está a la vanguardia de este juego.
En agosto, Apple recibió dos patentes relacionadas con su aplicación planificada de carga de energía inalámbrica por inducción resonante.
Una patente describe cómo los usuarios podrán enchufar una fuente de alimentación, como un dongle o un dispositivo dentro de una nueva sistema informático, y luego esa fuente de alimentación cargará de forma inalámbrica todos los dispositivos "sintonizados adecuadamente" cerca.
La patente dice:
... el dispositivo periférico sintonizado adecuadamente puede considerarse parte de un circuito de resonancia que puede incluir la fuente de alimentación NFMR y cualquier otro dispositivo periférico sintonizado.
La patente revela que toda una industria electrónica compite por capitalizar una tecnología que podría transformar por completo la apariencia de un hogar moderno.
Primero vendrán los dispositivos más pequeños que son más fáciles de cargar, con menores demandas de energía. Sin embargo, si los otros jugadores en la industria de la energía de inducción tienen algo que decir al respecto, todos los dispositivos domésticos, desde su microondas hasta su televisor de pantalla grande, se alimentarán sin cables de alimentación lo que.
Un día, las personas pueden mirar las tomas de corriente de una casa de la misma manera que los niños de hoy en día ven esas tomas de red viejas y tontas. Listo o no, la energía inalámbrica es el futuro, y apuesto a que Nikola Tesla se está riendo en su tumba.
¿Cómo te sientes acerca de la energía inalámbrica? ¿Adoptarás la tecnología o tienes alguna preocupación? ¡Comparte tus pensamientos en la sección de comentarios a continuación!
Créditos de imagen: Plasma A través de Shutterstock, Designua / Shutterstock, photoiconix / ShutterstockMIT / bobinas resonantes, Patente de Apple / USPO.gov, Evikka / Shutterstock
Ryan tiene una licenciatura en ingeniería eléctrica. Ha trabajado 13 años en ingeniería de automatización, 5 años en TI y ahora es ingeniero de aplicaciones. Ex editor jefe de MakeUseOf, ha hablado en conferencias nacionales sobre visualización de datos y ha aparecido en la televisión y radio nacionales.