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自从人类开始利用电能以来,把电能从某处输往另一处的主要方法是有线输电。比如发电机发出的电能要通过电线输送给用电器,连接发电机到用电器之间的电线就组成了庞大的输电网。
目前,有线输电技术虽然是一项非常成熟的技术,但还存在着诸多缺陷。比如架设电网会消费大量金属资源,还会受到环境的影响,建设难度大,投资巨大。另外,电网建成后,维护任务很重,电网如果得不到及时的维护,常“带病工作”最终会出现电网瘫痪等严重后果。
随着一些配备充电电源的用电设备大量出现,有线输电技术的缺陷更加明显,其中最大的缺陷是不方便。比如要给手机充电,需要一个导线拉拉扯扯的充电器;要给电动汽车充电,可能会因为线路的不足而导致长时间排队;如果一个病人在体内埋置了心脏起搏器,当起搏器的电能耗尽后,病人只能通过手术把起搏器取出来,然后充电后再重新植入……
无线输电的设想
电能从A传输给B是否可以抛弃它们之间的电线,从而以无线的方式传送呢?
早在1889年,一名叫尼古拉·特斯拉的物理学家就提出了无线输电的设想。他的设想是制造两个巨大的线圈,先将电能通过其中一个线圈,让这个线圈将电能转化成电磁波,电磁波传向另一个线圈,另一个线圈接收到电磁波后再将电磁波转化成电能。因为电磁波在两个线圈之间的传输不需要电线,这就相当于完成了电能的无线传输。要实现这种无线输电技术,则要制造一些足够大的线圈,但困难巨大,因此这个方法没有得到应用和普及。
2001年5月,一群电力工程师在格朗巴桑大峡谷的两侧进行了一场无线输电实验。这次实验是先将电能转化成微波,让微波从峡谷的一侧传向另一侧,另一侧的微波接收器再将微波转化成电能。这次实验让用微波传输来的电能点亮了一只200瓦的灯泡。
因为这次“无线微波输电”实验很成功,所以电力工程师们的下一步无线输电的设想是:太空中的太阳光充足,不受天气影响,可在太空建一座高效能的太阳能发电站,然后将太空发电站产生的电能转化成微波传输到地面,地面微波接收器再将微波转化成电能。通过这种无线输电技术的应用,我们将可享用到源源不断的太空电能。
无线输电的生活化研究
利用无线输电技术接收太空电能还是比较遥远的事情,解决生活中的无线输电技术则是当务之急,因为人们太需要用无线输电的方法给手机、电动汽车、心脏起搏器等充电了。
加拿大的电力工程师们创设了一种名为“远程磁力传送装置”的方案,并用这种方案初步解决了人们在生活中对无线输电的需求。该方案实现无线输电的措施是:无线输电网由两套旋转式基底磁座组成,一套设置于充电站内,是电力的输出方,另一套则安装在各种用电器内,是电力的接收万。装有这种旋转式基底磁座的用电器一旦进入到充电站电力输出的有效范围之内后,充电站就可以通过遥控的方式届动用电器内的磁座旋转,从而产生电力对电池进行充电。目前研究人员在某所大学校园内安装了4个无线充电站,对校车进行无线充电服务。实验结果表明,该套无线输电系统与电缆充电相比,效率提高了90%。对车辆进行一次4小时的无线充电后,校车可以获得供其运行8个小时的电量。校车司机感觉这套无线充电系统非常好用——再也不用排队,再也不用扯线连接插头,只需把车停好,车辆就会被自动充电。
有了这种实用的无线充电系统,手机、笔记本等电子产品则完全可以抛弃充电器了,只需要把手机、笔记本等电子产品放进无线充电站覆盖的范围之内就可以自动充电了。当然身体植入了心脏起搏器的病人,也不需要重新手术取出电能耗尽的起搏器,只需站在无线充电站旁边,心脏起搏器就可以获得新电能继续工作了。
以电话、网络为代表的通信技术早已实现了从有线到无线的飞跃,不久的将来,电力传送也必将迎来无线时代!
(编辑 孙世奇)
目前,有线输电技术虽然是一项非常成熟的技术,但还存在着诸多缺陷。比如架设电网会消费大量金属资源,还会受到环境的影响,建设难度大,投资巨大。另外,电网建成后,维护任务很重,电网如果得不到及时的维护,常“带病工作”最终会出现电网瘫痪等严重后果。
随着一些配备充电电源的用电设备大量出现,有线输电技术的缺陷更加明显,其中最大的缺陷是不方便。比如要给手机充电,需要一个导线拉拉扯扯的充电器;要给电动汽车充电,可能会因为线路的不足而导致长时间排队;如果一个病人在体内埋置了心脏起搏器,当起搏器的电能耗尽后,病人只能通过手术把起搏器取出来,然后充电后再重新植入……
无线输电的设想
电能从A传输给B是否可以抛弃它们之间的电线,从而以无线的方式传送呢?
早在1889年,一名叫尼古拉·特斯拉的物理学家就提出了无线输电的设想。他的设想是制造两个巨大的线圈,先将电能通过其中一个线圈,让这个线圈将电能转化成电磁波,电磁波传向另一个线圈,另一个线圈接收到电磁波后再将电磁波转化成电能。因为电磁波在两个线圈之间的传输不需要电线,这就相当于完成了电能的无线传输。要实现这种无线输电技术,则要制造一些足够大的线圈,但困难巨大,因此这个方法没有得到应用和普及。
2001年5月,一群电力工程师在格朗巴桑大峡谷的两侧进行了一场无线输电实验。这次实验是先将电能转化成微波,让微波从峡谷的一侧传向另一侧,另一侧的微波接收器再将微波转化成电能。这次实验让用微波传输来的电能点亮了一只200瓦的灯泡。
因为这次“无线微波输电”实验很成功,所以电力工程师们的下一步无线输电的设想是:太空中的太阳光充足,不受天气影响,可在太空建一座高效能的太阳能发电站,然后将太空发电站产生的电能转化成微波传输到地面,地面微波接收器再将微波转化成电能。通过这种无线输电技术的应用,我们将可享用到源源不断的太空电能。
无线输电的生活化研究
利用无线输电技术接收太空电能还是比较遥远的事情,解决生活中的无线输电技术则是当务之急,因为人们太需要用无线输电的方法给手机、电动汽车、心脏起搏器等充电了。
加拿大的电力工程师们创设了一种名为“远程磁力传送装置”的方案,并用这种方案初步解决了人们在生活中对无线输电的需求。该方案实现无线输电的措施是:无线输电网由两套旋转式基底磁座组成,一套设置于充电站内,是电力的输出方,另一套则安装在各种用电器内,是电力的接收万。装有这种旋转式基底磁座的用电器一旦进入到充电站电力输出的有效范围之内后,充电站就可以通过遥控的方式届动用电器内的磁座旋转,从而产生电力对电池进行充电。目前研究人员在某所大学校园内安装了4个无线充电站,对校车进行无线充电服务。实验结果表明,该套无线输电系统与电缆充电相比,效率提高了90%。对车辆进行一次4小时的无线充电后,校车可以获得供其运行8个小时的电量。校车司机感觉这套无线充电系统非常好用——再也不用排队,再也不用扯线连接插头,只需把车停好,车辆就会被自动充电。
有了这种实用的无线充电系统,手机、笔记本等电子产品则完全可以抛弃充电器了,只需要把手机、笔记本等电子产品放进无线充电站覆盖的范围之内就可以自动充电了。当然身体植入了心脏起搏器的病人,也不需要重新手术取出电能耗尽的起搏器,只需站在无线充电站旁边,心脏起搏器就可以获得新电能继续工作了。
以电话、网络为代表的通信技术早已实现了从有线到无线的飞跃,不久的将来,电力传送也必将迎来无线时代!
(编辑 孙世奇)