Les scientifiques russes ont développé un système de transmission d'énergie sans fil très efficace. Il peut être utilisé pour créer des salles où les téléphones portables et les tablettes seront chargés automatiquement, «depuis les airs».
Au début du 20e siècle, Nikola Tesla a testé pour la première fois les possibilités de transmission sans fil d'électricité, mais jusqu'à récemment, la technologie n'était pratiquement ni utilisée ni améliorée.
En 2007, une équipe de scientifiques du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a testé à nouveau la technologie WPT: ils ont allumé une ampoule de 60 watts à une distance de deux mètres. L'efficacité de la transmission de puissance était de 45 pour cent.
Plus tard, la technique a été essayée à plusieurs reprises pour repenser et améliorer, en particulier, pour augmenter l'efficacité de la fourniture d'énergie «par l'air».
Sur la base des mêmes principes, une équipe de chercheurs russes dirigée par Polina Kapitanova de l'Université nationale de recherche de Saint-Pétersbourg sur les technologies de l'information, la mécanique et l'optique et Elizaveta Nenasheva du Girikond Research Institute ont créé un système de transmission d'énergie sans fil amélioré basé sur la communication résonnante. L'efficacité de cette méthode, selon les simulations numériques, est de 80% à une distance de 20 centimètres et diminue légèrement avec l'augmentation de la distance.
Expliquons le principe général de fonctionnement d'un tel système. La première bobine de cuivre transfère l'énergie à la deuxième bobine, qui fonctionne avec elle à la même fréquence de résonance, tout comme un chanteur d'opéra peut transmettre suffisamment d'énergie avec sa voix pour briser un verre (la fréquence de résonance de la voix coïncide avec la fréquence qui détruit le vaisseau).
Habituellement, les champs magnétiques sont utilisés pour transférer de l'énergie, car ils interagissent faiblement avec la plupart des objets environnants, y compris le corps humain.
Les chercheurs russes ont légèrement modifié le système initialement développé. Ainsi, au lieu des bobines magnétiques ordinaires, des résonateurs diélectriques spéciaux sont utilisés sous la forme de sphères céramiques avec une constante diélectrique élevée. De telles sphères céramiques peuvent réduire les pertes d'énergie de transmission et ainsi augmenter l'efficacité.
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De plus, le matériau à partir duquel les sphères sont fabriquées a un indice de réfraction élevé, ce qui signifie que les ondes électromagnétiques dans les sphères sont fortement ralenties. Cette fonction contribue à améliorer la résonance magnétique et, par conséquent, à augmenter encore l'efficacité du transfert d'énergie.
Autre innovation pour réduire les pertes et augmenter l'efficacité: le passage à une fréquence de résonance d'ordre supérieur. "Nous suggérons d'utiliser la méthode des quadripôles magnétiques plutôt que la méthode des dipôles magnétiques", a déclaré Kapitonova dans une interview accordée à phys.org. Ils diffèrent par la forme et la force du champ magnétique généré.
Il est à noter que dans ce cas, l'émetteur et le récepteur n'ont pas besoin d'être précisément alignés l'un avec l'autre pour un meilleur transfert d'énergie.
Nous ajoutons que d'autres objets qui seront dans la "salle de recharge" ont des fréquences de résonance complètement différentes, en raison desquelles ils ne pourront pas recevoir l'énergie transmise. En conséquence, une telle charge universelle sera sans danger pour les objets environnants.
À l'avenir, pour une utilisation pratique, les scientifiques russes prévoient de réduire la taille des résonateurs. «Nous travaillons actuellement à la création et à l'étude expérimentale d'un échantillon de la prochaine version du système WPT. Nous avons développé de nouveaux résonateurs céramiques avec une constante diélectrique plus élevée. Nous pensons que ce prototype sera très proche d'une utilisation pratique », ajoute Kapitonova.
Un article dans la revue scientifique Applied Physics Letters raconte en détail la recherche.
Notez que les scientifiques tentent depuis longtemps d'améliorer le processus de chargement d'un téléphone mobile, sans lequel aucune personne moderne ne peut le faire. Ainsi, les développeurs chinois ont créé un appareil qui charge un smartphone avec de la lumière.
