电磁场与微波技术教学资料无线电力.ppt

严伟旗 11通信工程 2011051667,微波输电计划,在地面上建太阳能发电站的不足之处：,1、到达地面的量微乎其微 2、昼夜更替的影响 3、季节和天气的影响 4、,空间太阳能发电,微波输电原理,所谓微波输电(Wireless Power Transmission,简称WPT)，就是用微波源把直流电转变为微波，然后由天线发射出去；大功率的电磁射束通过自由空间后被接受天线收集，经微波整流器后重新转变为直流电。它的实质就是用微波束来代替输电导线，通过自由空间把电能从一处输送到另一处。如：图,无线电力传输的发展,1890年，尼古拉特斯拉（Nikola Tesla）做了无线输电试验，但因财力不足最后没有实现。 1964年，William C. Brown研发出将微波转换成电流的硅整流二极管天线。 1967年，美国空军同雷神公司合作进行了世界上首次电力微波传输试验，成功地通过微波向模拟直升机提供电力。 1994年，科学家利用微波成功地将5kW的电力送达42m处。 2001年5月，法国国家科学研究中心的皮格努莱特(G. Pignolet)利用微波进行长距离无线输电试验。一部发电机发出的电能首先通过磁控管被转变为电磁微波，再由微波发射器将微波束送出，40m外的接收器将微波束接收后由变流机转换为电流，然后将200W的电灯泡点亮。 2003年，欧盟在非洲的留尼汪岛建造了一个10万kW的实验型微波输电装置，实现了以2.45GHz频率向接近1km的格朗巴桑村(Grand-Bassin)进行点对点无线供电。,2007年3月，美国宾夕法尼亚州Powercast公司开发无线充电技术，可为各种耗电量相对较低的电子产品充电或供电，诸如手机、MP3、随身听、温度传感器、助听器、汽车零部件，甚至体内植入式医疗装置等。 2007年6月，麻省理工学院助理教授马林索尔贾希克(Marin Soljacic)带领的研究团队利用无线输电技术试制出的无线供电装置，成功点亮相隔7英尺(约2.1m)远的60W电灯泡。 2007年，微软亚洲研究院设计和实现了一种通用型无线供电桌面，随意将笔记本电脑、手机等移动设备放置在桌面上，即可自动开始充电或供电。 2008年9月，英特尔在美国内华达州的雷电实验室成功地将800W电力用无线的方式传输到5米外。 2008年11月，英特尔利用“无线能源共振链接”（WREL）技术，通过无线方法将电力传输到工作台上的60W台灯并点亮。 2010年8月，国际无线充电联盟发布Qi无线充电国际标准。磁场可以作为能量无线传输的载体，Qi标准正是建立在这一理论之上的。,2011年5月，美国杜克大学（Duke）开发出一种新型超材料超透镜，理论上这种材料可给笔记本电脑和手机等小设备无线充电，也可给电动汽车充电。,无线电力传输点亮小灯泡实验,实验内容： 无线电力(WiTricity)，他们使用两个相距2米的铜线圈，成功地通过无线电力传输点亮了一个功率为60瓦的电灯泡。 这个实验性装置由两个直径为60厘米(2英尺)的铜感应器组成一个与电源相连的传导器和一个放置在2米(7英尺)外并与电灯泡相连的接收器。虽然电灯泡和电源之间没有物质连结，但是当传导器接通电源后，灯泡就会变亮。经过测量发现，这个装置能将2米外传来的能量的40%转变成电能。即使将木板和电子装置放置两个感应器之间，灯泡也会发亮。,实验原理： 马林-索尔贾希克教授提出了共振这个概念，他认为当物体间以相同频率共振时，就有可能有效实现无线能量传输。 实验的缺点： 在这项实验中，高达45%的能量在传输至灯泡的途中损耗掉了，索尔贾希克教授表示，尽管以后可以对铜线圈进行精简，但目前该系统的供电效能仅为普通化学电池的一半，而且进行电力传输的铜线圈有2英尺之高。 安全问题： 科学家们称，对于无线电力传输产生的微波，人们感到担心是完全没有必要