AnuncioEn nuestros artículos anteriores, analizamos los conceptos básicos de la transferencia de energía inalámbrica y los pros y los contras de la carga Qi. La transferencia de energía inalámbrica es el proceso de transferir energía eléctrica de un objeto a otro sin contacto. El método más utilizado es la transferencia de energía inductiva. A una distancia de unos pocos centímetros, tiene una eficiencia comparativamente alta, de alrededor del 90%. Ejemplos de aplicaciones incluyen la carga de baterías en dispositivos móviles. Acoplamiento inductivo de campo cercano Para la transferencia de energía inductiva se genera un campo magnético alterno en el transmisor mediante un oscilador. La transmisión se realiza mediante contrainducción entre dos bobinas. En la bobina receptora se induce una corriente alterna a partir de la corriente alterna en la bobina transmisora, que en aplicaciones como la carga de acumuladores se rectifica y se suministra como tensión continua al consumidor como un controlador de carga. El principio de funcionamiento es el mismo que el de un transformador con acoplamiento flojo de las dos bobinas. La distancia entre las dos bobinas representa la distancia de transmisión inalámbrica y debe ser lo más pequeña posible, normalmente entre unos pocos centímetros y unos 10 cm. Si la distancia entre las dos bobinas es mayor, el flujo de fuga aumenta bruscamente, lo que reduce el acoplamiento inductivo y deteriora la eficiencia. Las distancias típicas que se pueden salvar con este método son aproximadamente el diámetro de la bobina hasta el doble del diámetro de la bobina, el rango de frecuencia utilizado va desde unos pocos 10 kHz hasta el rango de MHz. Las aplicaciones típicas en este ámbito son los transpondedores RFID, los cargadores sin contacto o la alimentación de corriente entre piezas móviles de máquinas o entre sistemas ferroviarios especiales y vehículos eléctricos. Acoplamiento inductivo resonante El acoplamiento inductivo resonante es una ampliación del acoplamiento inductivo con el objetivo de aumentar el corto alcance. Para ello, en el espacio libre entre las bobinas emisora ​​y receptora se instalan uno o varios circuitos de oscilación libre, como se muestra en el esquema principal adjunto. Cada uno de estos circuitos oscilantes consta de un condensador C y una bobina L, cuya frecuencia de resonancia está adaptada a la frecuencia de transmisión. La resonancia entre los circuitos oscilantes da como resultado un acoplamiento magnético mejorado entre las bobinas transmisora ​​y receptora a la frecuencia de transmisión. Los circuitos oscilantes deben tener el factor de calidad más alto posible. Esto da como resultado un mayor alcance y una mejor eficiencia. De este modo es posible la transmisión inalámbrica de energía a una distancia de 4 a 10 veces el diámetro de la bobina. En 2013 se publicó un artículo que, entre otras cosas, arroja luz sobre las posibilidades de aumentar la eficiencia mediante el uso de acopladores inductivos resonantes. Esto muestra que la eficiencia de la transmisión de energía en un sistema de transmisión acoplado en el campo cercano sólo puede aumentarse o incluso maximizarse seleccionando la impedancia de carga compleja. Si también se quiere maximizar la potencia transmitida, es necesario adaptar la carga a la fuente además de ajustar la carga. Desde este punto de vista, el modo de funcionamiento de la ilustración principal adyacente se puede entender aproximadamente en el sentido de que las dos bobinas exteriores provocan la adaptación a la fuente y a la carga y que el par de bobinas centrales, ligeramente acopladas, sirven para la transferencia de energía. De este modo también se pueden lograr eficiencias estables del 93% en el sector comercial. La división en dos bobinas de transferencia de energía internas y ligeramente acopladas y las bobinas externas correspondientes deja claro que la adaptación no tiene que ser realizada necesariamente por acoplamientos inductivos adicionales. Más bien, al seleccionar redes de adaptación apropiadas, también es posible lograr la misma o mayor eficiencia de transferencia de energía con solo dos bobinas. Acoplamiento capacitivo El acoplamiento capacitivo se basa en una estructura básica similar a la transmisión inductiva, excepto que utiliza el campo eléctrico para transmisión inalámbrica. Transferencia de energía entre dos placas metálicas. Estas placas de metal representan un condensador eléctrico, el área entre las dos placas es la distancia de transmisión de energía inalámbrica. Los dos condensadores se alimentan de tensión alterna, obtenida de un oscilador situado en el lado del transmisor. Del lado del consumidor se realiza la rectificación y la tensión continua se suministra al consumidor real. El acoplamiento capacitivo tiene poca importancia práctica, ya que durante la transmisión de potencias superiores se producen altas tensiones eléctricas en el espacio entre las placas metálicas. Las distancias entre las placas también deben mantenerse lo más pequeñas posible para no reducir demasiado la eficiencia. Las ondas electromagnéticas de campo lejano se utilizan para la transmisión de energía electromagnética; el principio es el mismo que para la transmisión de señales de radio. La transferencia de energía en el campo lejano, por ejemplo, también puede realizarse mediante un rayo láser dirigido. El rayo láser se dirige a una fotocélula a modo de receptor, que convierte la potencia óptica en energía eléctrica. Mientras que la transmisión de campo lejano en sistemas técnicos es adecuada para la transmisión de información y señales, la transmisión de energía inalámbrica está asociada con altas pérdidas debido a la libre atenuación de campo y pérdidas durante la conversión, como con un láser o una fotocélula, con eficiencias generales muy bajas. Un ejemplo práctico de transmisión de energía sería el receptor detector, un sencillo receptor de radio de onda media, que se alimenta únicamente de la señal de radio situada cerca de transmisores potentes y no necesita ninguna fuente de alimentación adicional, como por ejemplo una batería, para su funcionamiento. . Debido a los muy bajos rendimientos, muy por debajo del 1 % en total, las transmisiones de energía inalámbricas técnicamente factibles en el campo lejano, aparte de algunas aplicaciones especiales como la tecnología RFID, prácticamente no tienen importancia práctica.

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