Новости

Ученые разработалибеспроводная зарядная камеракоторый может питать любой ноутбук, планшет или мобильный телефон по воздуху без необходимости использования вилок или кабелей.
Команда Токийского университета заявила, что новая технология предполагает генерацию магнитных полей на больших расстояниях без создания электрических полей, которые могут быть вредны для кого-либо или животных в комнате.
Авторы исследования пояснили, что система, которая была протестирована в комнате, но все еще находится в зачаточном состоянии, может выдавать мощность до 50 Вт, не превышая при этом действующие рекомендации по воздействию магнитных полей на человека.
Его можно использовать для зарядки любого устройства с катушкой внутри, аналогично системе, используемой в современных беспроводных зарядных устройствах, но без зарядного устройства.
По словам команды, помимо удаления связок зарядных кабелей со столов, это может позволить полностью автоматизировать больше устройств без необходимости использования портов, вилок или кабелей.
Команда заявила, что нынешняя система включает в себя магнитный полюс в центре комнаты, позволяющий магнитному полю «достигать каждого угла», но работает и без него, а компромиссом является «мертвая зона», где беспроводная зарядка невозможна.
Исследователи не раскрыли, сколько будет стоить технология, поскольку она все еще находится на ранних стадиях разработки и до того, как она станет доступной для общественности, «еще несколько лет».
Однако, когда есть возможность модернизировать существующее здание или интегрировать его в совершенно новое здание, с центральным проводящим столбом или без него.
Эта технология позволит заряжать любое электронное устройство – например, телефон, вентилятор или даже лампу – без необходимости использования кабелей, и, как показано в этой комнате, созданной Токийским университетом, она доказывает, что работает. полюс, который увеличивает протяженность магнитного поля
Система включает в себя столб в центре комнаты для «заполнения промежутков, не закрытых настенными конденсаторами», но авторы говорят, что она все равно будет работать и без столба, как показано на рисунке, но приведет к образованию мертвой зоны, в которой зарядка не будет осуществляться. работа
Конденсаторы сосредоточенного типа, предназначенные для разделения тепловой системы, размещаются в полости каждой стены по периметру помещения.
Это снижает риск для людей и животных в космосе, поскольку электрические поля могут нагревать биологическое мясо.
В помещении установлен центральный проводящий электрод для создания кругового магнитного поля.
Поскольку магнитное поле по умолчанию имеет круговую форму, оно может заполнить любые пробелы в комнате, не закрытые настенными конденсаторами.
Такие устройства, как сотовые телефоны и ноутбуки, имеют внутри катушки, которые можно заряжать с помощью магнитных полей.
Система может обеспечить мощность 50 Вт без какого-либо риска для людей или животных в помещении.
Другие области применения включают уменьшенные версии электроинструментов в ящиках для инструментов или более крупные версии, которые позволяют целым предприятиям работать без кабелей.
«Это действительно увеличивает мощь вездесущего компьютерного мира — вы можете разместить свой компьютер где угодно, не беспокоясь о зарядке или подключении к сети», — сказал соавтор исследования Алансон Сэмпл из Мичиганского университета.
По словам Сэмпла, существуют также клинические применения, который сказал, что сердечным имплантатам в настоящее время требуется, чтобы провод от насоса прошел через тело в гнездо.
«Это могло бы устранить это заболевание», — заявили авторы, добавив, что это снизит риск заражения за счет полного устранения проводов, «снизив риск заражения и улучшив качество жизни пациента».
Беспроводная зарядка оказалась спорной: недавнее исследование показало, что тип магнитов и катушек, используемых в некоторых продуктах Apple, может отключать кардиостимуляторы и аналогичные устройства.
«В наших исследованиях, посвященных резонансам статических полостей, не используются постоянные магниты и, следовательно, они не вызывают таких же проблем со здоровьем и безопасностью», — сказал он.
«Вместо этого мы используем низкочастотные колеблющиеся магнитные поля для беспроводной передачи электричества, а форма и структура резонаторов позволяют нам контролировать и направлять эти поля.
«Нас воодушевляет тот факт, что наш первоначальный анализ безопасности показал, что полезная энергия может передаваться безопасно и эффективно.Мы продолжим исследовать и развивать эту технологию, чтобы соответствовать всем нормативным стандартам безопасности или превосходить их.
Чтобы продемонстрировать новую систему, они установили уникальную инфраструктуру беспроводной зарядки в специально построенной алюминиевой «испытательной камере» размером 10 на 10 футов.
Затем они используют его для питания освещения, вентиляторов и мобильных телефонов, получая электричество из любой точки комнаты, независимо от того, где находится мебель или люди.
Исследователи говорят, что эта система представляет собой значительное улучшение по сравнению с предыдущими попытками беспроводной зарядки, в которых использовалось потенциально вредное микроволновое излучение или требовалось размещение устройства на специальной зарядной площадке.
Вместо этого он использует проводящие поверхности и электроды на стенах комнаты для создания магнитного поля, к которому устройства могут подключиться, когда им требуется питание.
Устройства используют магнитные поля через катушки, которые можно интегрировать в электронные устройства, такие как сотовые телефоны.
Исследователи говорят, что систему можно легко масштабировать до более крупных структур, таких как фабрики или склады, при этом она будет соответствовать существующим рекомендациям по безопасности от воздействия электромагнитного поля, установленным Федеральной комиссией по связи США (FCC).
«Нечто подобное легче всего реализовать в новых зданиях, но я думаю, что модернизация также возможна», — сказал Такуя Сасатани, исследователь из Токийского университета и автор исследования.
«Например, в некоторых коммерческих зданиях уже есть металлические опорные стержни, и должна быть возможность напыления на стены проводящей поверхности, что может быть похоже на то, как изготавливаются текстурированные потолки».
Авторы исследования объясняют, что система может выдавать мощность до 50 Вт, не превышая при этом рекомендаций FCC по воздействию на человека магнитных полей.
Авторы исследования объясняют, что система может выдавать мощность до 50 Вт, не превышая при этом рекомендаций FCC по воздействию на человека магнитных полей.
Магнитное поле описывает, как магнитная сила распределяется в области вокруг магнитного объекта.
Сюда входит влияние магнетизма на подвижные заряды, токи и магнитные материалы.
Земля производит собственное магнитное поле, которое помогает защитить поверхность от вредного солнечного излучения.
По словам Сэмпла, ключом к тому, чтобы система работала, является создание резонансной структуры, которая может создавать магнитное поле размером с комнату, одновременно ограничивая вредные электрические поля, которые могут нагревать биологические ткани.
В решении команды используется устройство, называемое конденсатором с сосредоточенными параметрами, которое соответствует модели сосредоточенной емкости, где тепловая система сводится к дискретным сгусткам.
Перепады температур внутри каждого блока незначительны и уже широко используются в системах климат-контроля зданий.
Конденсаторы, размещенные в полостях стен, создают магнитное поле, которое резонирует в комнате, удерживая электрическое поле внутри самого конденсатора.
Это преодолевает ограничения предыдущих беспроводных систем электропитания, которые были ограничены передачей большого количества энергии на крошечные расстояния в несколько миллиметров или очень небольшого количества энергии на большие расстояния, что могло быть вредным для человека.
Команде также пришлось разработать способ обеспечить, чтобы их магнитное поле достигало каждого угла комнаты, устраняя любые «мертвые зоны», которые могли не заряжаться.
Магнитные поля имеют тенденцию распространяться по круговой схеме, создавая мертвые зоны в квадратных помещениях, и их трудно точно совместить с катушками устройства.
«Извлечение энергии из воздуха с помощью катушки во многом похоже на ловлю бабочек сачком», — сказал Сэмпл, добавив, что задача состоит в том, чтобы «заставить как можно больше бабочек вращаться по комнате в как можно большем количестве направлений».
Имея несколько бабочек или, в данном случае, взаимодействующих нескольких магнитных полей, независимо от того, где находится паутина и в какую сторону она направлена, — вы попадете в цель.
Один кружит по центральному полюсу комнаты, а другой кружится по углам, вплетаясь между соседними стенами.
Его можно использовать для зарядки любого устройства со спиралью внутри, аналогично системе, используемой в современных беспроводных зарядных устройствах, но без зарядного устройства.
Исследователи не сказали, сколько может стоить технология, поскольку она все еще находится на ранних стадиях разработки, но она «займет годы» и может быть модернизирована в существующих зданиях или интегрирована в совершенно новые здания, когда они будут доступны.
По словам Сэмпла, такой подход устраняет мертвые зоны, позволяя устройствам получать энергию из любой точки космоса.