無(wú)線電能傳輸是一種在沒(méi)有物理導(dǎo)線的情況下將電能從一個(gè)地方傳輸至另一個(gè)地方的技術(shù)。這種技術(shù)通常需要一個(gè)發(fā)射器來(lái)將電能轉(zhuǎn)換成電磁波信號(hào),并使用一個(gè)接收器將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換回電能。
1.無(wú)線電能傳輸原理
無(wú)線電能傳輸?shù)脑硎且揽侩姶艌?chǎng)傳播和能量耦合實(shí)現(xiàn)。當(dāng)發(fā)射端的無(wú)線電源加入高頻振蕩電流時(shí),會(huì)產(chǎn)生高頻電場(chǎng)和高頻磁場(chǎng)。當(dāng)這些場(chǎng)穿過(guò)空氣或其他介質(zhì)時(shí),它們會(huì)形成電磁波。這些電磁波可以在空間中自由傳播,直到被接收器捕獲并利用能量。
2.無(wú)線電能傳輸分類
根據(jù)傳輸距離和功率需求的不同,無(wú)線電能傳輸可以分為三種類別:
2.1 遠(yuǎn)程無(wú)線電能傳輸
遠(yuǎn)程無(wú)線電能傳輸(也稱遙控電源)旨在通過(guò)長(zhǎng)距離傳輸較大功率,從而為遠(yuǎn)程設(shè)備供電。典型應(yīng)用包括利用天線將能量傳輸至遠(yuǎn)程傳感器和數(shù)據(jù)采集站,無(wú)需電池或人工替換。
2.2 中距離無(wú)線電能傳輸
中距離無(wú)線電能傳輸比較適合需要在相對(duì)短的距離內(nèi)傳輸中等功率水平的設(shè)備。這種技術(shù)可用于傳輸功率為數(shù)瓦至幾十瓦之間的能量,例如電視遙控器和手機(jī)充電站。
2.3 近距離無(wú)線電能傳輸
近距離無(wú)線電能傳輸是一種低功率且近距離的傳輸方式。這種技術(shù)通常以毫瓦甚至微瓦級(jí)別的功率工作,適用于諸如NFC標(biāo)簽等“物聯(lián)網(wǎng)”(IoT)應(yīng)用以及智能手機(jī)功能。
3.無(wú)線電能傳輸發(fā)展歷史
最早與無(wú)線電能傳輸相關(guān)的研究可以追溯到19世紀(jì)末期,在無(wú)線電技術(shù)得到廣泛推廣之前。1901年,尼古拉·特斯拉首次實(shí)現(xiàn)了通過(guò)無(wú)線電能傳輸點(diǎn)燃一盞燈泡。1920年代,日本的霧峰紀(jì)念館正式建成,成為世界上第一個(gè)使用基于無(wú)線電技術(shù)的遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)的地方。如今,隨著物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設(shè)備需要越來(lái)越小、靈活且節(jié)能,無(wú)線電能傳輸正逐漸成為重要的研究領(lǐng)域。