Tin tức

Các nhà khoa học đã phát triển mộtbuồng sạc không dâycó thể cấp nguồn cho bất kỳ máy tính xách tay, máy tính bảng hoặc điện thoại di động nào qua không khí mà không cần phích cắm hoặc dây cáp.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Tokyo cho biết kỹ thuật mới này liên quan đến việc tạo ra từ trường trên khoảng cách xa hơn mà không tạo ra điện trường có thể gây hại cho bất kỳ ai hoặc động vật trong phòng.
Các tác giả nghiên cứu giải thích, hệ thống này đã được thử nghiệm trong phòng nhưng vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, có thể cung cấp công suất lên tới 50 watt mà không vượt quá các hướng dẫn hiện hành về việc con người tiếp xúc với từ trường.
Nó có thể được sử dụng để sạc bất kỳ thiết bị nào có cuộn dây bên trong, tương tự như hệ thống được sử dụng bởi các miếng sạc không dây hiện tại – nhưng không có miếng sạc.
Nhóm nghiên cứu cho biết, ngoài việc loại bỏ các bó cáp sạc khỏi bàn làm việc, nó có thể cho phép nhiều thiết bị hơn được tự động hóa hoàn toàn mà không cần cổng, phích cắm hoặc cáp.
Nhóm nghiên cứu cho biết hệ thống hiện tại bao gồm một cực từ ở giữa phòng để cho phép từ trường “tiếp cận mọi ngóc ngách”, nhưng hoạt động mà không có nó, một thỏa hiệp là “điểm chết” không thể sạc không dây.
Các nhà nghiên cứu không tiết lộ công nghệ này sẽ có giá bao nhiêu vì nó vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu và “còn nhiều năm nữa” mới được cung cấp cho công chúng.
Tuy nhiên, khi có thể trang bị thêm một tòa nhà hiện có hoặc tích hợp vào một tòa nhà hoàn toàn mới, có hoặc không có cột dẫn điện trung tâm.
Công nghệ này sẽ cho phép mọi thiết bị điện tử – chẳng hạn như điện thoại, quạt hoặc thậm chí là đèn – được sạc mà không cần dây cáp, và như được thấy trong căn phòng do Đại học Tokyo tạo ra này, nó chứng tỏ rằng nó hoạt động. Không nhìn thấy là trung tâm cực, có tác dụng làm tăng phạm vi của từ trường
Hệ thống này bao gồm một trụ ở giữa phòng để “lấp đầy những khoảng trống không được che phủ bởi tụ điện trên tường”, nhưng các tác giả cho biết nó vẫn hoạt động nếu không có trụ, như được hiển thị, nhưng sẽ dẫn đến một điểm chết nơi không thể sạc được. công việc
Các tụ điện tập trung, được thiết kế để tách biệt hệ thống nhiệt, được đặt trong hốc tường của mỗi bức tường xung quanh phòng.
Điều này làm giảm rủi ro cho con người và động vật trong không gian vì điện trường có thể làm nóng thịt sinh học.
Một điện cực dẫn trung tâm được lắp đặt trong phòng để tạo ra từ trường tròn.
Vì từ trường mặc định là hình tròn nên nó có thể lấp đầy mọi khoảng trống trong phòng mà các tụ điện trên tường không che phủ được.
Các thiết bị như điện thoại di động và máy tính xách tay có cuộn dây bên trong có thể được sạc bằng từ trường.
Hệ thống có thể cung cấp công suất 50 watt mà không gây bất kỳ rủi ro nào cho người hoặc động vật trong phòng.
Các ứng dụng khác bao gồm các phiên bản nhỏ hơn của dụng cụ điện trong hộp công cụ hoặc các phiên bản lớn hơn có thể cho phép toàn bộ nhà máy hoạt động mà không cần dây cáp.
Đồng tác giả nghiên cứu Alanson Sample từ Đại học Michigan cho biết: “Điều này thực sự nâng cao sức mạnh của thế giới điện toán phổ biến - bạn có thể đặt máy tính của mình ở bất cứ đâu mà không cần lo lắng về việc sạc hay cắm điện”.
Theo Sample, cũng có những ứng dụng lâm sàng, người cho biết cấy ghép tim hiện cần một dây từ máy bơm để đi qua cơ thể và vào ổ cắm.
Các tác giả cho biết: “Điều này có thể loại bỏ tình trạng này”, đồng thời cho biết thêm rằng nó sẽ làm giảm nguy cơ nhiễm trùng bằng cách loại bỏ hoàn toàn dây dẫn, “giảm nguy cơ nhiễm trùng và cải thiện chất lượng cuộc sống của bệnh nhân”.
Sạc không dây đã gây tranh cãi, với một nghiên cứu gần đây cho thấy loại nam châm và cuộn dây được sử dụng trong một số sản phẩm của Apple có thể tắt máy điều hòa nhịp tim và các thiết bị tương tự.
Ông nói: “Các nghiên cứu của chúng tôi nhắm mục tiêu cộng hưởng khoang tĩnh không sử dụng nam châm vĩnh cửu và do đó không gây ra những lo ngại tương tự về sức khỏe và an toàn”.
“Thay vào đó, chúng tôi sử dụng từ trường dao động tần số thấp để truyền điện không dây, đồng thời hình dạng và cấu trúc của các bộ cộng hưởng khoang cho phép chúng tôi kiểm soát và định hướng các trường này.
“Chúng tôi được khuyến khích rằng phân tích an toàn ban đầu của chúng tôi cho thấy rằng năng lượng hữu ích có thể được chuyển giao một cách an toàn và hiệu quả.Chúng tôi sẽ tiếp tục khám phá và phát triển công nghệ này để đáp ứng hoặc vượt qua tất cả các tiêu chuẩn an toàn theo quy định.
Để trình diễn hệ thống mới, họ đã lắp đặt cơ sở hạ tầng sạc không dây độc đáo trong “buồng thử nghiệm” bằng nhôm có kích thước 10 foot x 10 foot được xây dựng có mục đích.
Sau đó, họ sử dụng nó để cấp điện cho đèn, quạt và điện thoại di động, lấy điện từ mọi nơi trong phòng, bất kể đồ đạc hay người được đặt ở đâu.
Các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống này là một cải tiến đáng kể so với những nỗ lực trước đây về sạc không dây vốn sử dụng bức xạ vi sóng có khả năng gây hại hoặc yêu cầu đặt thiết bị lên một miếng sạc chuyên dụng.
Thay vào đó, nó sử dụng các bề mặt dẫn điện và điện cực trên tường phòng để tạo ra từ trường mà các thiết bị có thể chạm vào khi cần nguồn điện.
Các thiết bị sử dụng từ trường thông qua các cuộn dây, có thể được tích hợp vào các thiết bị điện tử như điện thoại di động.
Các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống này có thể dễ dàng mở rộng quy mô đến các công trình lớn hơn, chẳng hạn như nhà máy hoặc nhà kho, trong khi vẫn đáp ứng các nguyên tắc an toàn tiếp xúc với trường điện từ hiện có do Ủy ban Truyền thông Liên bang Hoa Kỳ (FCC) đặt ra.
Takuya Sasatani, nhà nghiên cứu tại Đại học Tokyo và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Những điều như thế này dễ thực hiện nhất trong các tòa nhà mới, nhưng tôi nghĩ việc trang bị thêm cũng có thể thực hiện được”.
“Ví dụ, một số tòa nhà thương mại đã có các thanh đỡ bằng kim loại và có thể phun một bề mặt dẫn điện lên tường, tương tự như cách tạo ra kết cấu trần nhà.”
Các tác giả nghiên cứu giải thích rằng hệ thống này có thể cung cấp công suất lên tới 50 watt mà không vượt quá hướng dẫn của FCC về việc con người tiếp xúc với từ trường
Các tác giả nghiên cứu giải thích rằng hệ thống này có thể cung cấp công suất lên tới 50 watt mà không vượt quá hướng dẫn của FCC về việc con người tiếp xúc với từ trường
Từ trường mô tả cách phân bố lực từ trong khu vực xung quanh một vật thể từ tính.
Nó bao gồm tác dụng của từ tính lên điện tích, dòng điện và vật liệu từ tính.
Trái đất tạo ra từ trường riêng, giúp bảo vệ bề mặt khỏi bức xạ mặt trời có hại.
Sample cho biết, chìa khóa để hệ thống hoạt động là tạo ra một cấu trúc cộng hưởng có thể tạo ra từ trường có kích thước bằng căn phòng trong khi hạn chế các điện trường có hại có thể làm nóng mô sinh học.
Giải pháp của nhóm sử dụng một thiết bị gọi là tụ điện gộp, phù hợp với mô hình điện dung gộp – trong đó hệ thống nhiệt được giảm xuống thành các khối rời rạc.
Sự chênh lệch nhiệt độ trong mỗi khối là không đáng kể và đã được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng hệ thống kiểm soát khí hậu.
Các tụ điện được đặt trong các hốc tường tạo ra một từ trường cộng hưởng trong phòng đồng thời giữ điện trường bên trong chính tụ điện.
Điều này khắc phục những hạn chế của các hệ thống điện không dây trước đây, vốn bị giới hạn trong việc cung cấp lượng điện lớn trên khoảng cách nhỏ vài mm hoặc lượng rất nhỏ trên khoảng cách dài, có thể gây hại cho con người.
Nhóm nghiên cứu cũng phải nghĩ ra cách đảm bảo từ trường của họ chạm tới mọi ngóc ngách trong phòng, loại bỏ mọi “điểm chết” có thể không tích điện.
Từ trường có xu hướng lan truyền theo hình tròn, tạo ra các điểm chết trong phòng vuông và khó căn chỉnh chính xác với các cuộn dây trong thiết bị.
Sample cho biết: “Lấy năng lượng trong không khí bằng một cuộn dây cũng giống như bắt bướm bằng lưới,” Sample nói và nói thêm rằng mẹo là “làm cho càng nhiều bướm càng tốt để quay quanh phòng theo nhiều hướng nhất có thể”.
Bằng cách có nhiều con bướm, hoặc trong trường hợp này là nhiều từ trường tương tác với nhau, bất kể mạng ở đâu hay hướng theo hướng nào – bạn sẽ bắn trúng mục tiêu.
Một vòng quanh cột trung tâm của căn phòng, trong khi cái còn lại xoáy ở các góc, đan xen giữa các bức tường liền kề.
Nó có thể được sử dụng để sạc bất kỳ thiết bị nào có cuộn dây bên trong, tương tự như hệ thống được sử dụng bởi các miếng sạc không dây hiện tại – nhưng không có miếng sạc
Các nhà nghiên cứu không cho biết công nghệ này có thể tốn bao nhiêu tiền vì nó vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu, nhưng nó “sẽ mất nhiều năm” và có thể được trang bị thêm cho các tòa nhà hiện có hoặc tích hợp vào các tòa nhà hoàn toàn mới khi có sẵn ở giữa.
Theo Sample, phương pháp này giúp loại bỏ các điểm chết, cho phép các thiết bị lấy điện từ mọi nơi trong không gian.